]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/lib/turing/multi_universal/match.ma
more porting to machines that can move without writing
[helm.git] / matita / matita / lib / turing / multi_universal / match.ma
index d7481fa7e67d6b3e522e8d51361f04d2200e06e2..ed4142fa327eeda0f8c9f9bce81a5303df955cf0 100644 (file)
@@ -13,6 +13,8 @@
 (**************************************************************************)
 
 include "turing/multi_universal/compare.ma".
+include "turing/multi_universal/par_test.ma".
+include "turing/multi_universal/moves_2.ma".
 
 definition Rtc_multi_true ≝ 
   λalpha,test,n,i.λt1,t2:Vector ? (S n).
@@ -45,220 +47,399 @@ cases (acc_sem_inject … Hin (sem_test_char alpha test) int)
     | @sym_eq @Hnth_j @sym_not_eq // ] ] ]
 qed.
 
-axiom comp_list: ∀S:DeqSet. ∀l1,l2:list S.∀is_endc. ∃l,tl1,tl2. 
-  l1 = l@tl1 ∧ l2 = l@tl2 ∧ (∀c.c ∈ l = true → is_endc c = false) ∧
-  ∀a,tla. tl1 = a::tla → is_endc a = true ∨ (∀b,tlb.tl2 = b::tlb → a≠b).
-  
-axiom daemon : ∀X:Prop.X.
+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.
+  
+definition rewind ≝ λsrc,dst,sig,n.
+  parmove src dst sig n L · mmove src sig n R · mmove dst sig n R.
+
+definition R_rewind ≝ λsrc,dst,sig,n.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
+  (∀x,x0,xs,rs.
+    nth src ? int (niltape ?) = midtape sig (xs@[x0]) x rs → 
+    ∀ls0,y,y0,target,rs0.|xs| = |target| → 
+    nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig (target@y0::ls0) y rs0 → 
+    outt = change_vec ?? 
+           (change_vec ?? int (midtape sig [] x0 (reverse ? xs@x::rs)) src)
+           (midtape sig ls0 y0 (reverse ? target@y::rs0)) dst).
+           
+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 : ∀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
+@(sem_seq_app sig n ????? (sem_parmoveL src dst sig n Hneq Hsrc Hdst) ?)
+[| @(sem_seq_app sig n ????? (sem_move_r_multi …) (sem_move_r_multi …)) //
+ @le_S_S_to_le // ]
+#ta #tb * #tc * * #Htc #_ * #td * whd in ⊢ (%→%→?); #Htd #Htb
+#x #x0 #xs #rs #Hmidta_src #ls0 #y #y0 #target #rs0 #Hlen #Hmidta_dst
+>(Htc ??? Hmidta_src ls0 y (target@[y0]) rs0 ??) in Htd;
+[|>Hmidta_dst //
+|>length_append >length_append >Hlen % ] * #_
+[ whd in ⊢ (%→?); * #x1 * #x2 * *
+  >change_vec_commute in ⊢ (%→?); // >nth_change_vec //
+  cases (reverse sig (xs@[x0])@x::rs)
+  [|#z #zs] normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
+| whd in ⊢ (%→?); * #_ #Htb >Htb -Htb FAIL
+  
+   normalize in ⊢ (%→?);
+    (sem_parmove_step src dst sig n R Hneq Hsrc Hdst))
+    (acc_sem_if ? n … (sem_partest sig n (match_test src dst sig ?))
+      (sem_seq … 
+        (sem_parmoveL ???? Hneq Hsrc Hdst) 
+        (sem_inject … dst (le_S_S_to_le … Hdst) (sem_move_r ? )))
+      (sem_nop …)))
+  
 
-definition match_step ≝ λsrc,dst,sig,n,is_startc,is_endc.
-  compare src dst sig n is_endc ·
-    (ifTM ?? (inject_TM ? (test_char ? (λa.is_endc a == false)) n src)
-      (ifTM ?? (inject_TM ? (test_null ?) n src)
-        (single_finalTM ??
-          (parmove src dst sig n L is_startc · (inject_TM ? (move_r ?) n dst)))
-        (nop …) tc_true)
+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)))
       (nop …)
-      tc_true).
+      partest1).
       
 definition R_match_step_false ≝ 
-  λsrc,dst,sig,n,is_endc.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
-  ∀ls,x,xs,end,rs.
-  nth src ? int (niltape ?) = midtape sig ls x (xs@end::rs) →
-  (∀c0. memb ? c0 (x::xs) = true → is_endc c0 = false) → is_endc end = true →
-   ((current sig (nth dst (tape sig) int (niltape sig)) = None ?) ∧ outt = int) ∨
-   (∃ls0,rs0. 
-    nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 x (xs@rs0) ∧
-    ∀rsj,c. 
-    rs0 = c::rsj →
-    outt = change_vec ??
-           (change_vec ?? int (midtape sig (reverse ? xs@x::ls) end rs) src)
-           (midtape sig (reverse ? xs@x::ls0) c rsj) dst).
+  λsrc,dst,sig,n.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
+  ∀ls,x,xs.
+  nth src ? int (niltape ?) = midtape sig ls x xs →
+  ((current sig (nth dst (tape sig) int (niltape sig)) = None ?) ∧ outt = int) ∨
+    (∃ls0,rs0,xs0. nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 x rs0 ∧
+      xs = rs0@xs0 ∧
+      current sig (nth dst (tape sig) outt (niltape sig)) = None ?) ∨
+    (∃ls0,rs0. 
+     nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 x (xs@rs0) ∧
+     (* ∀rsj,c. 
+     rs0 = c::rsj → *)
+     outt = change_vec ??
+            (change_vec ?? int (mk_tape sig (reverse ? xs@x::ls) (None ?) [ ]) src)
+            (mk_tape sig (reverse ? xs@x::ls0) (option_hd ? rs0) (tail ? rs0)) dst).
 
-definition R_match_step_true ≝ 
-  λsrc,dst,sig,n,is_startc,is_endc.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
-  ∀s.current sig (nth src (tape sig) int (niltape sig)) = Some ? s → 
-  is_startc s = true → 
-  (∀c.c ∈ right ? (nth src (tape sig) int (niltape sig)) = true → is_startc c = false) →
+(*definition R_match_step_true ≝ 
+  λsrc,dst,sig,n.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
+  ∀s,rs.current sig (nth src (tape sig) int (niltape sig)) = Some ? s → 
   current sig (nth dst (tape sig) int (niltape sig)) ≠ None ? ∧
   (∀s1.current sig (nth dst (tape sig) int (niltape sig)) = Some ? s1 → s ≠ s1 →  
    outt = change_vec ?? int 
-          (tape_move … (nth dst ? int (niltape ?)) (Some ? 〈s1,R〉)) dst ∧ is_endc s = false) ∧  
+          (tape_move_mono … (nth dst ? int (niltape ?)) (〈Some ? s1,R〉)) dst) ∧  
   (∀ls,x,xs,ci,rs,ls0,rs0. 
     nth src ? int (niltape ?) = midtape sig ls x (xs@ci::rs) →
     nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 x (xs@rs0) →
-    (∀c0. memb ? c0 (x::xs) = true → is_endc c0 = false) → 
-    (∀cj,rs1.rs0 = cj::rs1 → ci ≠ cj →
-     (outt = change_vec ?? int 
-           (tape_move … (nth dst ? int (niltape ?)) (Some ? 〈x,R〉)) dst ∧ is_endc ci = false)) ∧
-    (rs0 = [ ] →
-     outt = change_vec ??
-           (change_vec ?? int (midtape sig (reverse ? xs@x::ls) ci rs) src)
-           (mk_tape sig (reverse ? xs@x::ls0) (None ?) [ ]) dst)).
-           
+    rs0 ≠ [] ∧
+    ∀cj,rs1.rs0 = cj::rs1 → 
+    ci ≠ cj →
+    (outt = change_vec ?? int 
+        (tape_move_mono … (nth dst ? int (niltape ?)) (〈None ?,R〉)) dst)). 
+*)
+definition R_match_step_true ≝ 
+  λsrc,dst,sig,n.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
+  ∀s.current sig (nth src (tape sig) int (niltape sig)) = Some ? s → 
+  ∃s1.current sig (nth dst (tape sig) int (niltape sig)) = Some ? s1 ∧
+  (left ? (nth src ? int (niltape ?)) = [ ] → 
+   (s ≠ s1 →  
+    outt = change_vec ?? int 
+          (tape_move_mono … (nth dst ? int (niltape ?)) (〈None ?,R〉)) dst) ∧
+   (∀xs,ci,rs,ls0,rs0. 
+    nth src ? int (niltape ?) = midtape sig [] s (xs@ci::rs) →
+    nth dst ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 s (xs@rs0) →
+    rs0 ≠ [] ∧
+    ∀cj,rs1.rs0 = cj::rs1 → 
+    ci ≠ cj →
+    (outt = change_vec ?? int 
+        (tape_move_mono … (nth dst ? int (niltape ?)) (〈None ?,R〉)) dst))). 
+         
 lemma sem_match_step :
-  ∀src,dst,sig,n,is_startc,is_endc.src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
-  match_step src dst sig n is_startc is_endc ⊨ 
-    [ inr ?? (inr ?? (inl … (inr ?? (inr ?? start_nop)))) : 
-      R_match_step_true src dst sig n is_startc is_endc, 
-      R_match_step_false src dst sig n is_endc ].
-#src #dst #sig #n #is_startc #is_endc #Hneq #Hsrc #Hdst 
-(* test_null versione multi? *)
-@(acc_sem_seq_app sig n … (sem_compare src dst sig n is_endc Hneq Hsrc Hdst)
-    (acc_sem_if ? n … (sem_test_char_multi sig (λa.is_endc a == false) n src (le_S_S_to_le … Hsrc))
-      (acc_sem_if ? n … (sem_test_null sig (λa.is_endc a == false) n src (le_S_S_to_le … Hsrc))
-      
-      sem_seq … 
-        (sem_parmoveL ???? is_startc Hneq Hsrc Hdst) 
+  ∀src,dst,sig,n.src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
+  match_step src dst sig n ⊨ 
+    [ inr ?? (inr ?? (inl … (inr ?? start_nop))) : 
+      R_match_step_true src dst sig n, 
+      R_match_step_false src dst sig n ].
+#src #dst #sig #n #Hneq #Hsrc #Hdst 
+@(acc_sem_seq_app sig n … (sem_compare src dst sig n Hneq Hsrc Hdst)
+    (acc_sem_if ? n … (sem_partest sig n (match_test src dst sig ?))
+      (sem_seq … 
+        (sem_parmoveL ???? Hneq Hsrc Hdst) 
         (sem_inject … dst (le_S_S_to_le … Hdst) (sem_move_r ? )))
       (sem_nop …)))
-[#ta #tb #tc * #Hcomp1 #Hcomp2 * #td * * * #c * #Hcurtc #Hcend #Htd >Htd -Htd
- #Htb #s #Hcurta_src #Hstart #Hnotstart % [ %
- [#Hdst_none @daemon 
- | #s1 #Hcurta_dst #Hneqss1
-   lapply Htb lapply Hcurtc -Htb -Hcurtc >(?:tc=ta) 
-   [|@Hcomp1 %2 % % >Hcurta_src >Hcurta_dst @(not_to_not … Hneqss1) #H destruct (H) % ]
-   #Hcurtc * #te * * #_ #Hte >Hte [2: %1 %1 %{s} % //] 
-   whd in ⊢ (%→?); * * #_ #Htbdst #Htbelse %
-   [ @(eq_vec … (niltape ?)) #i #Hi cases (decidable_eq_nat i dst) #Hidst
-     [ >Hidst >nth_change_vec // cases (current_to_midtape … Hcurta_dst)
-       #ls * #rs #Hta_mid >(Htbdst … Hta_mid) >Hta_mid cases rs //
-     | >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @sym_eq @Htbelse @sym_not_eq // ]
-   | >Hcurtc in Hcurta_src; #H destruct (H) cases (is_endc s) in Hcend;
-     normalize #H destruct (H) // ]
-   ]
- |#ls #x #xs #ci #rs #ls0 #rs00 #Htasrc_mid #Htadst_mid #Hnotendc 
-  cases rs00 in Htadst_mid;
-   [(* case rs empty *) #Htadst_mid % [ #cj #rs1 #H destruct (H) ]
-     #_ cases (Hcomp2 … Htasrc_mid Htadst_mid Hnotendc) -Hcomp2 
-     [2: * #x0 * #rs1 * #H destruct (H) ]
-    * #_ #Htc cases Htb #td * * #_ #Htd >Htasrc_mid in Hcurta_src; 
-    normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)  
-    >Htd [2: %2 >Htc >nth_change_vec // cases (reverse sig ?) //]
-    >Htc * * >nth_change_vec // #Htbdst #_ #Htbelse
-     @(eq_vec … (niltape ?)) #i #Hi cases (decidable_eq_nat i dst) #Hidst
-      [ >Hidst >nth_change_vec // <Htbdst // cases (reverse sig ?) //
-      |@sym_eq @Htbelse @sym_not_eq //
-      ] 
-    |#cj0 #rs0 #Htadst_mid % [| #H destruct (H) ]
-     #cj #rs1 #H destruct (H) #Hcicj
-     cases (Hcomp2 … Htasrc_mid Htadst_mid Hnotendc) [ * #H destruct (H) ]
-     * #cj' * #rs0' * #Hcjrs0 destruct (Hcjrs0) -Hcomp2 #Hcomp2
-     lapply (Hcomp2 (or_intror ?? Hcicj)) -Hcomp2 #Htc
-     cases Htb #td * * #Htd #_ >Htasrc_mid in Hcurta_src; normalize in ⊢ (%→?);
-     #H destruct (H)
-     >(Htd ls ci (reverse ? xs) rs s ??? ls0 cj' (reverse ? xs) s rs0' (refl ??)) //
-     [| >Htc >nth_change_vec //
-     | #c0 #Hc0 @(Hnotstart c0) >Htasrc_mid 
-      cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
-      [@memb_append_l2 >(\P Hc0) @memb_hd
-      |@memb_append_l1 <(reverse_reverse …xs) @memb_reverse //
+[#ta #tb #tc * #Hcomp1 #Hcomp2 * #td * #Htest
+ * #te * #Hte #Htb #s #Hcurta_src whd
+ cut (∃s1.current sig (nth dst (tape sig) ta (niltape sig))=Some sig s1)
+ [ lapply Hcomp1 -Hcomp1 
+   lapply (refl ? (current ? (nth dst ? ta (niltape ?))))
+   cases (current ? (nth dst ? ta (niltape ?))) in ⊢ (???%→%);
+   [ #Hcurta_dst #Hcomp1 >Hcomp1 in Htest; // *
+     change with (vec_map ?????) in match (current_chars ???); whd in ⊢ (??%?→?);
+     <(nth_vec_map ?? (current ?) src ? ta (niltape ?))      
+     <(nth_vec_map ?? (current ?) dst ? ta (niltape ?))
+     >Hcurta_src >Hcurta_dst whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H)
+   | #s1 #_ #_ %{s1} % ] ]
+ * #s1 #Hcurta_dst %{s1} % // #Hleftta %
+ [ #Hneqss1 -Hcomp2 cut (tc = ta) 
+   [@Hcomp1 %1 %1 >Hcurta_src >Hcurta_dst @(not_to_not … Hneqss1) #H destruct (H) //] 
+    #H destruct (H) -Hcomp1 cut (td = ta)
+    [ cases Htest -Htest // ] #Htdta destruct (Htdta)
+    cases Hte -Hte #Hte #_
+    cases (current_to_midtape … Hcurta_src) #ls * #rs #Hmidta_src
+    cases (current_to_midtape … Hcurta_dst) #ls0 * #rs0 #Hmidta_dst
+    >Hmidta_src in Hleftta; normalize in ⊢ (%→?); #Hls destruct (Hls)
+    >(Hte s [ ] rs Hmidta_src ls0 s1 [ ] rs0 (refl ??) Hmidta_dst) in Htb;
+    * whd in ⊢ (%→?);
+    mid
+    
+      in Htb;
+    cut (te = ta) 
+    [ cases Htest -Htest #Htest #Htdta <Htdta @Hte %1 >Htdta @Hcurta_src %{s} % //] 
+    -Hte #H destruct (H) %
+    [cases Htb * #_ #Hmove #Hmove1 @(eq_vec … (niltape … ))
+     #i #Hi cases (decidable_eq_nat i dst) #Hidst
+      [ >Hidst >nth_change_vec // cases (current_to_midtape … Hcurta_dst)
+        #ls * #rs #Hta_mid >(Hmove … Hta_mid) >Hta_mid cases rs //
+      | >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @sym_eq @Hmove1 @sym_not_eq // ]
+    | whd in Htest:(??%?); >(nth_vec_map ?? (current sig)) in Hcurta_src; #Hcurta_src
+      >Hcurta_src in Htest; whd in ⊢ (??%?→?);
+      cases (is_endc s) // whd in ⊢ (??%?→?); #H @sym_eq // 
+    ]
+   <(nth_vec_map ?? (current ?) dst ? tc (niltape ?))   
+    >Hcurta_src normalize
+   lapply (refl ? (current ? (nth dst ? ta (niltape ?)))) 
+   cases (current ? (nth dst ? ta (niltape ?))) in ⊢ (???%→%);
+   [| #s1 #Hcurta_dst %
+     [ % #Hfalse destruct (Hfalse)
+     | #s1' #Hs1 destruct (Hs1) #Hneqss1 -Hcomp2 
+       cut (tc = ta) 
+       [@Hcomp1 %1 %1 >Hcurta_src >Hcurta_dst @(not_to_not … Hneqss1) #H destruct (H) //] 
+       #H destruct (H) -Hcomp1 cases Hte -Hte #_ #Hte
+       cut (te = ta) [ cases Htest -Htest #Htest #Htdta <Htdta @Hte %1 %{s} % //] -Hte #H destruct (H) %
+       [cases Htb * #_ #Hmove #Hmove1 @(eq_vec … (niltape … ))
+        #i #Hi cases (decidable_eq_nat i dst) #Hidst
+         [ >Hidst >nth_change_vec // cases (current_to_midtape … Hcurta_dst)
+           #ls * #rs #Hta_mid >(Hmove … Hta_mid) >Hta_mid cases rs //
+         | >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @sym_eq @Hmove1 @sym_not_eq // ]
+       | whd in Htest:(??%?); >(nth_vec_map ?? (current sig)) in Hcurta_src; #Hcurta_src
+         >Hcurta_src in Htest; whd in ⊢ (??%?→?);
+         cases (is_endc s) // whd in ⊢ (??%?→?); #H @sym_eq // 
+       ]
+     
       ]
-    | >Htc >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq // ] @nth_change_vec // ]
-    * * #_ #Htbdst #Htbelse %
-    [ @(eq_vec … (niltape ?)) #i #Hi cases (decidable_eq_nat i dst) #Hidst
-      [ >Hidst >nth_change_vec // >Htadst_mid >(Htbdst ls0 s (xs@cj'::rs0'))
-        [ cases xs //
-        | >nth_change_vec // ]
-      | >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
-        <Htbelse [|@sym_not_eq // ]
-        >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
-        cases (decidable_eq_nat i src) #Hisrc
-        [ >Hisrc >nth_change_vec // >Htasrc_mid //
-        | >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
-          <(Htbelse i) [|@sym_not_eq // ]
-          >Htc >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq // ]
-          >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq // ] //
+   #Hcurta_dst >Hcomp1 in Htest; [| %2 %2 //]
+   whd in ⊢ (??%?→?); change with (current ? (niltape ?)) in match (None ?);
+    <nth_vec_map >Hcurta_src whd in ⊢ (??%?→?); <nth_vec_map
+    >Hcurta_dst cases (is_endc s) normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
+ | #Hstart #Hnotstart %
+   [ #s1 #Hcurta_dst #Hneqss1 -Hcomp2
+     cut (tc = ta) 
+     [@Hcomp1 %2 %1 %1 >Hcurta_src >Hcurta_dst @(not_to_not … Hneqss1) #H destruct (H) //] 
+     #H destruct (H) -Hcomp1 cases Hte #_ -Hte #Hte
+     cut (te = ta) [@Hte %1 %1 %{s} % //] -Hte #H destruct (H) %
+     [cases Htb * #_ #Hmove #Hmove1 @(eq_vec … (niltape … ))
+      #i #Hi cases (decidable_eq_nat i dst) #Hidst
+       [ >Hidst >nth_change_vec // cases (current_to_midtape … Hcurta_dst)
+         #ls * #rs #Hta_mid >(Hmove … Hta_mid) >Hta_mid cases rs //
+       | >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @sym_eq @Hmove1 @sym_not_eq // ]
+     | whd in Htest:(??%?); >(nth_vec_map ?? (current sig)) in Hcurta_src; #Hcurta_src
+       >Hcurta_src in Htest; whd in ⊢ (??%?→?);
+       cases (is_endc s) // whd in ⊢ (??%?→?); #H @sym_eq // 
+     ]
+   |#ls #x #xs #ci #rs #ls0 #rs00 #Htasrc_mid #Htadst_mid #Hnotendc
+    cases (Hcomp2 … Htasrc_mid Htadst_mid Hnotendc)
+    [ * #Hrs00 #Htc >Htc in Htest; whd in ⊢ (??%?→?);
+      <(nth_vec_map ?? (current sig) ??? (niltape ?))
+      >change_vec_commute // >nth_change_vec // whd in ⊢ (??%?→?);
+      cases (is_endc ci)
+      [ whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H)
+      | <(nth_vec_map ?? (current sig) ??? (niltape ?))
+        >change_vec_commute [| @sym_not_eq // ] >nth_change_vec //
+        >(?:current ? (mk_tape ?? (None ?) ?) = None ?)
+        [ whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H)
+        | cases (reverse sig xs@x::ls0) normalize // ] ] ]
+    * #cj' * #rs0' * #Hcjrs0 destruct (Hcjrs0) -Hcomp2 #Hcomp2 % [ % 
+    [ cases (true_or_false (is_endc ci)) //
+      #Hendci >(Hcomp2 (or_introl … Hendci)) in Htest;
+      whd in ⊢ (??%?→?); <(nth_vec_map ?? (current sig) ??? (niltape ?))
+        >change_vec_commute // >nth_change_vec // whd in ⊢ (??%?→?);
+        >Hendci normalize //
+    | % #H destruct (H) ] ] #cj #rs1 #H destruct (H) #Hcicj
+    lapply (Hcomp2 (or_intror ?? Hcicj)) -Hcomp2 #Htc %
+    [ cases Hte -Hte #Hte #_ whd in Hte;
+      >Htasrc_mid in Hcurta_src; whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) 
+      lapply (Hte ls ci (reverse ? xs) rs s ??? ls0 cj (reverse ? xs) s rs1 (refl ??) ?) //
+      [ >Htc >nth_change_vec //
+      | #c0 #Hc0 @(Hnotstart c0) >Htasrc_mid cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
+        [@memb_append_l2 >(\P Hc0) @memb_hd
+        |@memb_append_l1 <(reverse_reverse …xs) @memb_reverse //
         ]
-       ] 
-    | >Htc in Hcurtc; >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] 
-      >nth_change_vec // whd in ⊢ (??%?→?); 
-      #H destruct (H) cases (is_endc c) in Hcend;
-      normalize #H destruct (H) // ]
+      | >Htc >change_vec_commute // >nth_change_vec // ] -Hte
+      >Htc >change_vec_commute // >change_vec_change_vec 
+      >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] >change_vec_change_vec #Hte
+      >Hte in Htb; * * #_ >reverse_reverse #Htbdst1 #Htbdst2 -Hte @(eq_vec … (niltape ?))
+      #i #Hi cases (decidable_eq_nat i dst) #Hidst
+      [ >Hidst >nth_change_vec // >(Htbdst1 ls0 s (xs@cj::rs1))
+        [| >nth_change_vec // ]
+        >Htadst_mid cases xs //
+      | >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq // ]
+        <Htbdst2 [| @sym_not_eq // ] >nth_change_vec_neq [| @sym_not_eq // ]
+        <Htasrc_mid >change_vec_same % ]
+    | >Hcurta_src in Htest; whd in ⊢(??%?→?);
+      >Htc >change_vec_commute //
+      change with (current ? (niltape ?)) in match (None ?);
+      <nth_vec_map >nth_change_vec // whd in ⊢ (??%?→?);
+      cases (is_endc ci) whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct (H) % 
     ]
+   ]
   ]
 |#intape #outtape #ta * #Hcomp1 #Hcomp2 * #tb * * #Hc #Htb 
  whd in ⊢ (%→?); #Hout >Hout >Htb whd
  #ls #c_src #xs #end #rs #Hmid_src #Hnotend #Hend
  lapply (current_to_midtape sig (nth dst ? intape (niltape ?)))
  cases (current … (nth dst ? intape (niltape ?))) in Hcomp1;
-  [#Hcomp1 #_ %1 % [% | @Hcomp1 %2 %2 % ]
+  [#Hcomp1 #_ %1 % [% | @Hcomp1 %2 %2 % ]
   |#c_dst cases (true_or_false (c_src == c_dst)) #Hceq
     [#_ #Hmid_dst cases (Hmid_dst c_dst (refl …)) -Hmid_dst
-     #ls_dst * #rs_dst #Hmid_dst %2
+     #ls_dst * #rs_dst #Hmid_dst
      cases (comp_list … (xs@end::rs) rs_dst is_endc) #xs1 * #rsi * #rsj * * * 
-     #Hrs_src #Hrs_dst #Hnotendxs1 #Hneq %{ls_dst} %{rsj} >Hrs_dst in Hmid_dst; #Hmid_dst
-     cut (∃r1,rs1.rsi = r1::rs1) [@daemon] * #r1 * #rs1 #Hrs1 >Hrs1 in Hrs_src;
+     #Hrs_src #Hrs_dst #Hnotendxs1 #Hneq >Hrs_dst in Hmid_dst; #Hmid_dst
+     cut (∃r1,rs1.rsi = r1::rs1) 
+     [cases rsi in Hrs_src;
+       [ >append_nil #H <H in Hnotendxs1; #Hnotendxs1
+         >(Hnotendxs1 end) in Hend; [ #H1 destruct (H1) ]
+         @memb_append_l2 @memb_hd
+       | #r1 #rs1 #_ %{r1} %{rs1} % ] ]
+     * #r1 * #rs1 #Hrs1 >Hrs1 in Hrs_src;
      #Hrs_src >Hrs_src in Hmid_src; #Hmid_src <(\P Hceq) in Hmid_dst; #Hmid_dst
      lapply (Hcomp2 ??????? Hmid_src Hmid_dst ?) 
      [ #c0 #Hc0 cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
-       [ >(\P Hc0) @Hnotend @memb_hd | @Hnotendxs1 //]
-     | *
-       [ * #Hrsj #Hta %
-         [ >Hta in Hc; >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >nth_change_vec //
-           #Hc lapply (Hc ? (refl ??)) #Hendr1
-           cut (xs = xs1)
-           [ lapply Hnotendxs1 lapply Hnotend lapply Hrs_src lapply xs1
-             -Hnotendxs1 -Hnotend -Hrs_src -xs1 elim xs
-             [ * normalize in ⊢ (%→?); //
-               #x2 #xs2 normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq) #_ #Hnotendxs1
-               lapply (Hnotendxs1 ? (memb_hd …)) >Hend #H destruct (H)
-             | #x2 #xs2 #IH *
-               [ normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq) #Hnotendc
-                 >Hnotendc in Hendr1; [| @memb_cons @memb_hd ]
-                 normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
-               | #x3 #xs3 normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq)
-                 #Hnotendc #Hnotendcxs1 @eq_f @IH
-                 [ @(cons_injective_r … Heq)
-                 | #c0 #Hc0 @Hnotendc cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
-                   [ >(\P Hc0) @memb_hd
-                   | @memb_cons @memb_cons // ]
-                 | #c #Hc @Hnotendcxs1 @memb_cons // ]
-               ]
-             ]
-           | #Hxsxs1 >Hmid_dst >Hxsxs1 % ]
-         | #rsj0 #c >Hrsj #Hrsj0 destruct (Hrsj0) ]
-       | * #cj * #rs2 * #Hrs2 #Hta lapply (Hta ?) 
-         [ cases (Hneq … Hrs1) /2/ #H %2 @(H ?? Hrs2) ]
-         -Hta #Hta >Hta in Hc; >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] 
-         >nth_change_vec // #Hc lapply (Hc ? (refl ??)) #Hendr1
-         (* lemmatize this proof *) cut (xs = xs1)
-         [ lapply Hnotendxs1 lapply Hnotend lapply Hrs_src lapply xs1
-           -Hnotendxs1 -Hnotend -Hrs_src -xs1 elim xs
-           [ * normalize in ⊢ (%→?); //
-             #x2 #xs2 normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq) #_ #Hnotendxs1
-             lapply (Hnotendxs1 ? (memb_hd …)) >Hend #H destruct (H)
-           | #x2 #xs2 #IH *
-             [ normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq) #Hnotendc
-               >Hnotendc in Hendr1; [| @memb_cons @memb_hd ]
-               normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
-             | #x3 #xs3 normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq)
-               #Hnotendc #Hnotendcxs1 @eq_f @IH
-               [ @(cons_injective_r … Heq)
-               | #c0 #Hc0 @Hnotendc cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
-                 [ >(\P Hc0) @memb_hd
-                 | @memb_cons @memb_cons // ]
-               | #c #Hc @Hnotendcxs1 @memb_cons // ]
-             ]
+       [ >(\P Hc0) @Hnotend @memb_hd | @Hnotendxs1 //] ] 
+     *
+     [ * #Hrsj >Hrsj #Hta % %2 >Hta >nth_change_vec //
+       %{ls_dst} %{xs1} cut (∃xs0.xs = xs1@xs0)
+       [lapply Hnotendxs1 -Hnotendxs1 lapply Hrs_src lapply xs elim xs1
+         [ #l #_ #_ %{l} %
+         | #x2 #xs2 #IH * 
+           [ whd in ⊢ (??%%→?); #H destruct (H) #Hnotendxs2
+             >Hnotendxs2 in Hend; [ #H destruct (H) |@memb_hd ]
+           | #x2' #xs2' whd in ⊢ (??%%→?); #H destruct (H)
+             #Hnotendxs2 cases (IH xs2' e0 ?)
+             [ #xs0 #Hxs2 %{xs0} @eq_f //
+             |#c #Hc @Hnotendxs2 @memb_cons // ]
+           ]
+         ] 
+       ] * #xs0 #Hxs0 %{xs0} % [ %
+       [ >Hmid_dst >Hrsj >append_nil %
+       | @Hxs0 ]
+       | cases (reverse ? xs1) // ]
+     | * #cj * #rs2 * #Hrsj #Hta lapply (Hta ?)
+       [ cases (Hneq ?? Hrs1) /2/ * #_ #Hr1 %2 @(Hr1 ?? Hrsj) ] -Hta #Hta
+       %2 >Hta in Hc; whd in ⊢ (??%?→?);
+       change with (current ? (niltape ?)) in match (None ?);
+       <nth_vec_map >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >nth_change_vec //
+       whd in ⊢ (??%?→?); #Hc cut (is_endc r1 = true)
+       [ cases (is_endc r1) in Hc; whd in ⊢ (??%?→?); //
+         change with (current ? (niltape ?)) in match (None ?);
+         <nth_vec_map >nth_change_vec // normalize #H destruct (H) ]
+       #Hendr1 cut (xs = xs1)
+       [ lapply Hnotendxs1 lapply Hnotend lapply Hrs_src lapply xs1
+         -Hnotendxs1 -Hnotend -Hrs_src -xs1 elim xs
+         [ * normalize in ⊢ (%→?); //
+           #x2 #xs2 normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq) #_ #Hnotendxs1
+           lapply (Hnotendxs1 ? (memb_hd …)) >Hend #H destruct (H)
+         | #x2 #xs2 #IH *
+           [ normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq) #Hnotendc
+             >Hnotendc in Hendr1; [| @memb_cons @memb_hd ]
+             normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
+           | #x3 #xs3 normalize in ⊢ (%→?); #Heq destruct (Heq)
+             #Hnotendc #Hnotendcxs1 @eq_f @IH
+             [ @(cons_injective_r … Heq)
+             | #c0 #Hc0 @Hnotendc cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
+               [ >(\P Hc0) @memb_hd
+               | @memb_cons @memb_cons // ]
+             | #c #Hc @Hnotendcxs1 @memb_cons // ]
            ]
-         | #Hxsxs1 >Hmid_dst >Hxsxs1 % //
-           #rsj0 #c #Hcrsj destruct (Hxsxs1 Hrs2 Hcrsj) @eq_f3 //
-           @eq_f3 // lapply (append_l2_injective ?????? Hrs_src) //
-           #Hendr1 destruct (Hendr1) % ]
+         ]
+       | #Hxsxs1 destruct (Hxsxs1) >Hmid_dst %{ls_dst} %{rsj} % //
+         #rsj0 #c >Hrsj #Hrsj0 destruct (Hrsj0) 
+         lapply (append_l2_injective … Hrs_src) // #Hrs' destruct (Hrs') %
        ]
      ]
-   (* STOP *)
-   |#Hcomp1 #Hsrc cases (Hsrc ? (refl ??)) -Hsrc #ls0 * #rs0 #Hdst 
-    @False_ind lapply (Hcomp1 ?) [%2 %1 %1 >Hmid_src normalize
-    @(not_to_not ??? (\Pf Hceq)) #H destruct //] #Hintape 
-    >Hintape in Hc; >Hmid_src #Hc lapply (Hc ? (refl …)) -Hc 
-    >(Hnotend c_src) // normalize #H destruct (H)   
+    |#Hcomp1 #Hsrc cases (Hsrc ? (refl ??)) -Hsrc #ls0 * #rs0 #Hdst 
+     @False_ind lapply (Hcomp1 ?) [%2 %1 %1 >Hmid_src normalize
+     @(not_to_not ??? (\Pf Hceq)) #H destruct //] #Hintape >Hintape in Hc;
+     whd in ⊢(??%?→?); >Hmid_src  
+     change with (current ? (niltape ?)) in match (None ?);
+     <nth_vec_map >Hmid_src whd in ⊢ (??%?→?);
+     >(Hnotend c_src) [|@memb_hd]
+     change with (current ? (niltape ?)) in match (None ?);
+     <nth_vec_map >Hmid_src whd in ⊢ (??%?→?); >Hdst normalize #H destruct (H)
    ]
   ]
 ]
-qed. 
+qed.
 
 definition match_m ≝ λsrc,dst,sig,n,is_startc,is_endc.
   whileTM … (match_step src dst sig n is_startc is_endc) 
@@ -266,10 +447,10 @@ definition match_m ≝ λsrc,dst,sig,n,is_startc,is_endc.
 
 definition R_match_m ≝ 
   λsrc,dst,sig,n,is_startc,is_endc.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
-(*  (current sig (nth dst (tape sig) int (niltape sig)) = None ? → outt = int) ∧ *)
   ∀ls,x,xs,end,rs.
   nth src ? int (niltape ?) = midtape sig ls x (xs@end::rs) →
   (∀c0. memb ? c0 (x::xs) = true → is_endc c0 = false) → is_endc end = true →
+  (∀c0. memb ? c0 (xs@end::rs) = true → is_startc c0 = false) → 
   (current sig (nth dst (tape sig) int (niltape sig)) = None ? → outt = int) ∧
   (is_startc x = true →
    (∀ls0,x0,rs0.
@@ -281,30 +462,19 @@ definition R_match_m ≝
             (midtape sig ((reverse ? (l@x::xs))@ls0) cj l2) dst) ∨
     ∀l,l1.x0::rs0 ≠ l@x::xs@l1)).
 
-(*
-definition R_match_m ≝ 
-  λi,j,sig,n,is_startc,is_endc.λint,outt: Vector (tape sig) (S n).
-  (((∃x.current ? (nth i ? int (niltape ?)) = Some ? x ∧ is_endc x = true) ∨
-    current ? (nth i ? int (niltape ?)) = None ? ∨
-    current ? (nth j ? int (niltape ?)) = None ?) → outt = int) ∧
-  (∀ls,x,xs,ci,rs,ls0,x0,rs0.
-    (∀x. is_startc x ≠ is_endc x) → 
-    is_startc x = true → is_endc ci = true → 
-    (∀z. memb ? z (x::xs) = true → is_endc x = false) →
-    nth i ? int (niltape ?) = midtape sig ls x (xs@ci::rs) →
-    nth j ? int (niltape ?) = midtape sig ls0 x0 rs0 →
-    (∃l,l1.x0::rs0 = l@x::xs@l1 ∧
-     ∀cj,l2.l1=cj::l2 →
-     outt = change_vec ?? 
-            (change_vec ?? int (midtape sig (reverse ? xs@x::ls) ci rs) i)
-            (midtape sig ((reverse ? (l@x::xs))@ls0) cj l2) j) ∨
-    ∀l,l1.x0::rs0 ≠ l@x::xs@l1).
-*)
+lemma not_sub_list_merge : 
+  ∀T.∀a,b:list T. (∀l1.a ≠ b@l1) → (∀t,l,l1.a ≠ t::l@b@l1) → ∀l,l1.a ≠ l@b@l1.
+#T #a #b #H1 #H2 #l elim l normalize //
+qed.
+
+lemma not_sub_list_merge_2 : 
+  ∀T:DeqSet.∀a,b:list T.∀t. (∀l1.t::a ≠ b@l1) → (∀l,l1.a ≠ l@b@l1) → ∀l,l1.t::a ≠ l@b@l1.
+#T #a #b #t #H1 #H2 #l elim l //
+#t0 #l1 #IH #l2 cases (true_or_false (t == t0)) #Htt0
+[ >(\P Htt0) % normalize #H destruct (H) cases (H2 l1 l2) /2/
+| normalize % #H destruct (H) cases (\Pf Htt0) /2/ ]
+qed.
 
-(*
-axiom sub_list_dec: ∀A.∀l,ls:list A. 
-  ∃l1,l2. l = l1@ls@l2 ∨ ∀l1,l2. l ≠ l1@ls@l2.
-*)
 
 lemma wsem_match_m : ∀src,dst,sig,n,is_startc,is_endc.
 src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
@@ -312,12 +482,29 @@ src ≠ dst → src < S n → dst < S n →
 #src #dst #sig #n #is_startc #is_endc #Hneq #Hsrc #Hdst #ta #k #outc #Hloop
 lapply (sem_while … (sem_match_step src dst sig n is_startc is_endc Hneq Hsrc Hdst) … Hloop) //
 -Hloop * #tb * #Hstar @(star_ind_l ??????? Hstar) -Hstar
-[ #tc #Hfalse #ls #x #xs #end #rs #Hmid_src #Hnotend #Hend
+[ #Hfalse #ls #x #xs #end #rs #Hmid_src #Hnotend #Hend #Hnotstart
   cases (Hfalse … Hmid_src Hnotend Hend) -Hfalse 
-  [(* current dest = None *) * #Hcur_dst #Houtc %
-    [#_ >Houtc //
-    |#Hstart #ls0 #x0 #rs0 #Hmid_dst >Hmid_dst in Hcur_dst; 
-     normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
+  [(* current dest = None *) *
+    [ * #Hcur_dst #Houtc %
+      [#_ >Houtc //
+      |#Hstart #ls0 #x0 #rs0 #Hmid_dst >Hmid_dst in Hcur_dst; 
+       normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
+      ]
+    | * #ls0 * #rs0 * #xs0 * * #Htc_dst #Hrs0 #HNone %
+      [ >Htc_dst normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
+      | #Hstart #ls1 #x1 #rs1 >Htc_dst #H destruct (H)
+        >Hrs0 cases xs0
+        [ % %{[ ]} %{[ ]} % [ >append_nil >append_nil %]
+          #cj #ls2 #H destruct (H)
+        | #x2 #xs2 %2 #l #l1 % #Habs lapply (eq_f ?? (length ?) ?? Habs)
+          >length_append whd in ⊢ (??%(??%)→?); >length_append
+          >length_append normalize >commutative_plus whd in ⊢ (???%→?);
+          #H destruct (H) lapply e0 >(plus_n_O (|rs1|)) in ⊢ (??%?→?);
+          >associative_plus >associative_plus 
+          #e1 lapply (injective_plus_r ??? e1) whd in ⊢ (???%→?);
+          #e2 destruct (e2)
+        ]
+      ]
     ]
   |* #ls0 * #rs0 * #Hmid_dst #HFalse %
     [ >Hmid_dst normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
@@ -326,57 +513,288 @@ lapply (sem_while … (sem_match_step src dst sig n is_startc is_endc Hneq Hsrc
      >reverse_cons >associative_append @(HFalse ?? Hnotnil)
     ]
   ]
-|#ta #tb #tc #Htrue #Hstar #IH #Hout lapply (IH Hout) -IH -Hout #IH whd
- #ls #x #xs #end #rs #Hmid_src #Hnotend #Hend 
+|-ta #ta #tc #Htrue #Hstar #IH #Hout lapply (IH Hout) -IH -Hout #IH whd
+ #ls #x #xs #end #rs #Hmid_src #Hnotend #Hend #Hnotstart 
  lapply (refl ? (current ? (nth dst ? ta (niltape ?))))
  cases (current ? (nth dst ? ta (niltape ?))) in ⊢ (???%→?); 
   [#Hmid_dst % 
     [#_ whd in Htrue; >Hmid_src in Htrue; #Htrue
-     cases (Htrue x (refl … ) Hstart ?) -Htrue [2: @daemon]
-     * #Htb #_ #_ >Htb in IH; // #IH  
-     cases (IH ls x xs end rs Hmid_src Hstart Hnotend Hend)
-     #Hcur_outc #_ @Hcur_outc //
-    |#ls0 #x0 #rs0 #Hmid_dst2 >Hmid_dst2 in Hmid_dst; normalize in ⊢ (%→?); 
+     cases (Htrue x (refl … )) -Htrue * #Htaneq #_
+     @False_ind >Hmid_dst in Htaneq; /2/
+    |#Hstart #ls0 #x0 #rs0 #Hmid_dst2 >Hmid_dst2 in Hmid_dst; normalize in ⊢ (%→?); 
      #H destruct (H)
     ]
   | #c #Hcurta_dst % [ >Hcurta_dst #H destruct (H) ]
-    #ls0 #x0 #rs0 #Hmid_dst >Hmid_dst in Hcurta_dst; normalize in ⊢ (%→?);
+    #Hstart #ls0 #x0 #rs0 #Hmid_dst >Hmid_dst in Hcurta_dst; normalize in ⊢ (%→?);
     #H destruct (H) whd in Htrue; >Hmid_src in Htrue; #Htrue
-    cases (Htrue x (refl …) Hstart ?) -Htrue
-    [2: #z #membz @daemon (*aggiungere l'ipotesi*)]
+    cases (Htrue x (refl …)) -Htrue #_ #Htrue cases (Htrue Hstart Hnotstart) -Htrue
     cases (true_or_false (x==c)) #eqx
-    [ #_ #Htrue cases (comp_list ? (xs@end::rs) rs0 is_endc)
+    [ lapply (\P eqx) -eqx #eqx destruct (eqx)
+      #_ #Htrue cases (comp_list ? (xs@end::rs) rs0 is_endc)
       #x1 * #tl1 * #tl2 * * * #Hxs #Hrs0 #Hnotendx1
       cases tl1 in Hxs; 
-      [>append_nil #Hx1 @daemon (* absurd by Hx1 e notendx1 *)]
-      #ci -tl1 #tl1 #Hxs #H cases (H … (refl … ))
-      [(* this is absurd, since Htrue conlcudes is_endc ci =false *)
-       #Hend_ci @daemon (* lapply(Htrue … (refl …)) -Htrue *)
-      |#Hcomp lapply (Htrue ls x x1 ci tl1 ls0 tl2 ???)
-       [ #c0 #Hc0 cases (orb_true_l … Hc0) #Hc0
-         [ @Hnotend >(\P Hc0) @memb_hd
-         | @Hnotendx1 // ]
-       | >Hmid_dst >Hrs0 >(\P eqx) %
-       | >Hxs %
-       | *  cases tl2 in Hrs0;
-         [ >append_nil #Hrs0 #_ #Htb whd in IH;
-           lapply (IH ls x x1 ci tl1 ? Hstart ??)
-           [
-           |
-           | >Htb // >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >nth_change_vec //
-          
-        >Hrs0 in Hmid_dst; #Hmid_dst
-       cases(Htrue ???????? Hmid_dst) -Htrue #Htb #Hendx
-       whd in IH;
-       cases(IH ls x xs end rs ? Hstart Hnotend Hend)
-       [* #H1 #H2 >Htb in H1; >nth_change_vec // 
-        >Hmid_dst cases rs0 [2: #a #tl normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)] 
-        #_ %2 @daemon (* si dimostra *)
-       |@daemon
-       |>Htb >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @Hmid_src
+      [>append_nil #Hx1 <Hx1 in Hnotendx1; #Hnotendx1
+       lapply (Hnotendx1 end ?) [ @memb_append_l2 @memb_hd ]
+       >Hend #H destruct (H) ]
+      #ci -tl1 #tl1 #Hxs #H cases (H … (refl … )) -H
+      [ #Hendci % >Hrs0 in Hmid_dst; cut (ci = end ∧ x1 = xs) 
+        [ lapply Hxs lapply Hnotendx1 lapply x1 elim xs in Hnotend;
+          [ #_ *
+            [ #_ normalize #H destruct (H) /2/ 
+            | #x2 #xs2 #Hnotendx2 normalize #H destruct (H)
+              >(Hnotendx2 ? (memb_hd …)) in Hend; #H destruct (H) ]
+          | #x2 #xs2 #IH #Hnotendx2 *
+            [ #_ normalize #H destruct (H) >(Hnotendx2 ci ?) in Hendci;
+              [ #H destruct (H)
+              | @memb_cons @memb_hd ]
+            | #x3 #xs3 #Hnotendx3 normalize #H destruct (H)
+              cases (IH … e0)
+              [ #H1 #H2 /2/
+              | #c0 #Hc0 @Hnotendx2 cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
+                [ >(\P Hc0) @memb_hd
+                | @memb_cons @memb_cons @Hc0 ]
+              | #c0 #Hc0 @Hnotendx3 @memb_cons @Hc0 ]
+            ]
+          ]
+        | * #Hcieq #Hx1eq >Hx1eq #Hmid_dst 
+          cases (Htrue ??????? (refl ??) Hmid_dst Hnotend)
+          <Hcieq >Hendci * #H destruct (H) ]
+      |cases tl2 in Hrs0;
+        [ >append_nil #Hrs0 destruct (Hrs0) * #Hcifalse#_ %2
+          cut (∃l.xs = x1@ci::l) 
+          [lapply Hxs lapply Hnotendx1 lapply Hnotend lapply xs 
+           -Hxs -xs -Hnotendx1 elim x1
+            [ *
+              [ #_ #_ normalize #H1 destruct (H1) >Hend in Hcifalse;
+                #H1 destruct (H1)
+              | #x2 #xs2 #_ #_ normalize #H >(cons_injective_l ????? H) %{xs2} % ]
+            | #x2 #xs2 #IHin *
+              [ #_ #Hnotendxs2 normalize #H destruct (H) 
+                >(Hnotendxs2 ? (memb_hd …)) in Hend; #H destruct (H)
+              | #x3 #xs3 #Hnotendxs3 #Hnotendxs2 normalize #H destruct (H)
+                cases (IHin ??? e0)
+                [ #xs4 #Hxs4 >Hxs4 %{xs4} %
+                | #c0 #Hc0 cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
+                  [ >(\P Hc0) @Hnotendxs3 @memb_hd
+                  | @Hnotendxs3 @memb_cons @memb_cons @Hc0 ]
+                | #c0 #Hc0 @Hnotendxs2 @memb_cons @Hc0 ]
+              ]
+            ]
+          ] * #l #Hxs' >Hxs'
+          #l0 #l1 % #H lapply (eq_f ?? (length ?) ?? H) -H
+          >length_append normalize >length_append >length_append
+          normalize >commutative_plus normalize #H destruct (H) -H
+          >associative_plus in e0; >associative_plus
+          >(plus_n_O (|x1|)) in ⊢(??%?→?); #H lapply (injective_plus_r … H)
+          -H normalize #H destruct (H)
+        | #cj #tl2' #Hrs0 * #Hcifalse #Hcomp 
+          lapply (Htrue ls c x1 ci tl1 ls0 (cj::tl2') ???)
+          [ #c0 #Hc0 cases (orb_true_l … Hc0) #Hc0
+            [ @Hnotend >(\P Hc0) @memb_hd
+            | @Hnotendx1 // ]
+          | >Hmid_dst >Hrs0 %
+          | >Hxs %
+          | * * #_ #_ -Htrue #Htrue lapply (Htrue ?? (refl ??) ?) [  @(Hcomp ?? (refl ??)) ]
+            * #Htb >Htb #Hendci >Hrs0 >Hxs
+            cases (IH ls c xs end rs ? Hnotend Hend Hnotstart) -IH 
+            [| >Htb >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @Hmid_src ]
+            #_ #IH lapply Hxs lapply Hnotendx1 -Hxs -Hnotendx1 cases x1 in Hrs0;
+            [ #Hrs0 #_ whd in ⊢ (???%→?); #Hxs
+              cases (IH Hstart (c::ls0) cj tl2' ?)
+              [ -IH * #l * #l1 * #Hll1 #IH % %{(c::l)} %{l1} 
+                % [ @eq_f @Hll1 ]
+                #cj0 #l2 #Hcj0 >(IH … Hcj0) >Htb
+                >change_vec_commute // >change_vec_change_vec
+                >change_vec_commute [|@sym_not_eq // ] @eq_f3 //
+                >reverse_cons >associative_append %
+              | #IH %2 #l #l1 >(?:l@c::xs@l1 = l@(c::xs)@l1) [|%]
+                @not_sub_list_merge
+                [ #l2 cut (∃xs'.xs = ci::xs')
+                  [ cases xs in Hxs;
+                    [ normalize #H destruct (H) >Hend in Hendci; #H destruct (H)
+                    | #ci' #xs' normalize #H lapply (cons_injective_l ????? H)
+                      #H1 >H1 %{xs'} % ]
+                  ]
+                  * #xs' #Hxs' >Hxs' normalize % #H destruct (H)
+                  lapply (Hcomp … (refl ??)) * /2/
+                |#t #l2 #l3 % normalize #H lapply (cons_injective_r ????? H)
+                 -H #H >H in IH; #IH cases (IH l2 l3) -IH #IH @IH % ] 
+              | >Htb >nth_change_vec // >Hmid_dst >Hrs0 % ]
+            | #x2 #xs2 normalize in ⊢ (%→?); #Hrs0 #Hnotendxs2 normalize in ⊢ (%→?);
+              #Hxs cases (IH Hstart (c::ls0) x2 (xs2@cj::tl2') ?)
+              [ -IH * #l * #l1 * #Hll1 #IH % %{(c::l)} %{l1} 
+                % [ @eq_f @Hll1 ]
+                #cj0 #l2 #Hcj0 >(IH … Hcj0) >Htb
+                >change_vec_commute // >change_vec_change_vec
+                >change_vec_commute [|@sym_not_eq // ] @eq_f3 //
+                >reverse_cons >associative_append %
+              | -IH #IH %2 #l #l1 >(?:l@c::xs@l1 = l@(c::xs)@l1) [|%] 
+                @not_sub_list_merge_2 [| @IH]
+                cut (∃l2.xs = (x2::xs2)@ci::l2)
+                [lapply Hnotendxs2
+                 lapply Hnotend -Hnotend lapply Hxs
+                 >(?:x2::xs2@ci::tl1 = (x2::xs2)@ci::tl1) [|%]
+                 lapply (x2::xs2) elim xs
+                  [ *
+                    [ normalize in ⊢ (%→?); #H1 destruct (H1) 
+                      >Hendci in Hend; #Hend destruct (Hend)
+                    | #x3 #xs3 normalize in ⊢ (%→?); #H1 destruct (H1)
+                      #_ #Hnotendx3 >(Hnotendx3 ? (memb_hd …)) in Hend;
+                      #Hend destruct (Hend)
+                    ]
+                  | #x3 #xs3 #IHin *
+                    [ normalize in ⊢ (%→?); #Hxs3 destruct (Hxs3) #_ #_
+                      %{xs3} %
+                    | #x4 #xs4 normalize in ⊢ (%→?); #Hxs3xs4 #Hnotend
+                      #Hnotendxs4 destruct (Hxs3xs4) cases (IHin ? e0 ??)
+                      [ #l0 #Hxs3 >Hxs3 %{l0} %
+                      | #c0 #Hc0 @Hnotend cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
+                        [ >(\P Hc0) @memb_hd
+                        | @memb_cons @memb_cons @Hc0 ]
+                      | #c0 #Hc0 @Hnotendxs4 @memb_cons //
+                      ]
+                    ]
+                  ]
+                ] * #l2 #Hxs'
+                >Hxs' #l3 normalize >associative_append normalize % #H
+                destruct (H) lapply (append_l2_injective ?????? e1) //
+                #H1 destruct (H1) cases (Hcomp ?? (refl ??)) /2/
+              | >Htb >nth_change_vec // >Hmid_dst >Hrs0 % ]
+            ]
+          ]
+        ]
+      ]
+    |lapply (\Pf eqx) -eqx #eqx >Hmid_dst #Htrue 
+     cases (Htrue ? (refl ??) eqx) -Htrue #Htb #Hendcx #_
+     cases rs0 in Htb;
+     [ #_ %2 #l #l1 cases l
+       [ normalize cases xs
+         [ cases l1
+           [ normalize % #H destruct (H) cases eqx /2/
+           | #tmp1 #l2 normalize % #H destruct (H) ]
+         | #tmp1 #l2 normalize % #H destruct (H) ]
+       | #tmp1 #l2 normalize % #H destruct (H)cases l2 in e0;
+         [ normalize #H1 destruct (H1)
+         | #tmp2 #l3 normalize #H1 destruct (H1) ]
+       ]
+     | #r1 #rs1 normalize in ⊢ (???(????%?)→?); #Htb >Htb in IH; #IH
+       cases (IH ls x xs end rs ? Hnotend Hend Hnotstart) 
+       [| >Htb >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @Hmid_src ] -IH
+       #_ #IH cases (IH Hstart (c::ls0) r1 rs1 ?)
+       [|| >nth_change_vec // ] -IH
+       [ * #l * #l1 * #Hll1 #Hout % %{(c::l)} %{l1} % >Hll1 //
+         >reverse_cons >associative_append #cj0 #ls #Hl1 >(Hout ?? Hl1)
+         >change_vec_commute in ⊢ (??(???%??)?); // @sym_not_eq //
+       | #IH %2 @(not_sub_list_merge_2 ?? (x::xs)) normalize [|@IH]
+         #l1 % #H destruct (H) cases eqx /2/
        ] 
     ]
   ]
 ]
 qed.
 
+definition Pre_match_m ≝ 
+  λsrc,sig,n,is_startc,is_endc.λt: Vector (tape sig) (S n).
+  ∃start,xs,end.
+  nth src (tape sig) t (niltape sig) = midtape ? [] start (xs@[end]) ∧
+  is_startc start = true ∧
+  (∀c.c ∈ (xs@[end]) = true → is_startc c = false) ∧
+  (∀c.c ∈ (start::xs) = true → is_endc c = false) ∧
+  is_endc end = true.
+  
+lemma terminate_match_m :
+  ∀src,dst,sig,n,is_startc,is_endc,t.
+  src ≠ dst → src < S n → dst < S n → 
+  Pre_match_m src sig n is_startc is_endc t → 
+  match_m src dst sig n is_startc is_endc ↓ t.
+#src #dst #sig #n #is_startc #is_endc #t #Hneq #Hsrc #Hdst * #start * #xs * #end
+* * * * #Hmid_src #Hstart #Hnotstart #Hnotend #Hend
+@(terminate_while … (sem_match_step src dst sig n is_startc is_endc 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 normalize in ⊢ (%→?);
+  * #H @False_ind @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 ⊢ (%→?);
+  * #H @False_ind @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 ⊢ (%→?);
+  * #H @False_ind @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 #_
+   #HR cases (HR Hstart Hnotstart)
+   cases (true_or_false (start == s)) #Hs
+   [ lapply (\P Hs) -Hs #Hs <Hs #_ #Htrue
+     cut (∃ci,xs1.xs@[end] = ci::xs1)
+     [ cases xs
+       [ %{end} %{[]} %
+       | #x1 #xs1 %{x1} %{(xs1@[end])} % ] ] * #ci * #xs1 #Hxs
+     >Hxs in Htrue; #Htrue
+     cases (Htrue [ ] start [ ] ? xs1 ? [ ] (refl ??) (refl ??) ?)
+     [ * #_ * #H @False_ind @H % ]
+     #c0 #Hc0 @Hnotend >(memb_single … Hc0) @memb_hd
+   | lapply (\Pf Hs) -Hs #Hs #Htrue #_
+     cases (Htrue ? (refl ??) Hs) -Htrue #Ht1 #_ %
+     #t2 whd in ⊢ (%→?); #HR cases (HR start ?)
+     [ >Ht1 >nth_change_vec // normalize in ⊢ (%→?); * #H @False_ind @H %
+     | >Ht1 >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
+       >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] >Hmid_src % ]
+   ]
+  |#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 #_ #Htrue
+   <(change_vec_same … t1 dst (niltape ?))
+   cases (Htrue Hstart Hnotstart) -Htrue
+   cases (true_or_false (start == s)) #Hs
+   [ lapply (\P Hs) -Hs #Hs <Hs #_ #Htrue
+    cut (∃ls0,xs0,ci,rs,rs0.
+      nth src ? t (niltape ?) = midtape sig [ ] start (xs0@ci::rs) ∧
+      nth dst ? t (niltape ?) = midtape sig ls0 s (xs0@rs0) ∧
+      (is_endc ci = true ∨ (is_endc ci = false ∧ (∀b,tlb.rs0 = b::tlb → ci ≠ b))))
+    [cases (comp_list ? (xs@[end]) (r0::rs0) is_endc) #xs0 * #xs1 * #xs2
+      * * * #Hxs #Hrs #Hxs0notend #Hcomp >Hrs
+      cut (∃y,ys. xs1 = y::ys)
+      [ lapply Hxs0notend lapply Hxs lapply xs0 elim xs
+        [ *
+          [ normalize #Hxs1 <Hxs1 #_ %{end} %{[]} %
+          | #z #zs normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H) #H
+            lapply (H ? (memb_hd …)) -H >Hend #H1 destruct (H1)
+          ]
+        | #y #ys #IH0 * 
+          [ normalize in ⊢ (%→?); #Hxs1 <Hxs1 #_ %{y} %{(ys@[end])} %
+          | #z #zs normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H) #Hmemb
+            @(IH0 ? e0 ?) #c #Hc @Hmemb @memb_cons // ] ] ] * #y * #ys #Hxs1
+      >Hxs1 in Hxs; #Hxs >Hmid_src >Hmid_dst >Hxs >Hrs
+      %{ls} %{xs0} %{y} %{ys} %{xs2}
+      % [ % // | @Hcomp // ] ]
+    * #ls0 * #xs0 * #ci * #rs * #rs0 * * #Hmid_src' #Hmid_dst' #Hcomp
+    <Hmid_src in Htrue; >nth_change_vec // >Hs #Htrue destruct (Hs)
+    lapply (Htrue ??????? Hmid_src' Hmid_dst' ?) -Htrue
+    [ #c0 #Hc0 @Hnotend cases (orb_true_l … Hc0) -Hc0 #Hc0
+      [ whd in ⊢ (??%?); >Hc0 %
+      | @memb_cons >Hmid_src in Hmid_src'; #Hmid_src' destruct (Hmid_src')
+        lapply e0 -e0 @(list_elim_left … rs)
+        [ #e0 destruct (e0) lapply (append_l1_injective_r ?????? e0) //
+        | #x1 #xs1 #_ >append_cons in ⊢ (???%→?);
+          <associative_append #e0 lapply (append_l1_injective_r ?????? e0) //
+          #e1 >e1 @memb_append_l1 @memb_append_l1 // ] ]
+    | * * #Hciendc cases rs0 in Hcomp;
+      [ #_ * #H @False_ind @H %
+      | #r1 #rs1 * [ >Hciendc #H destruct (H) ]
+        * #_ #Hcomp lapply (Hcomp ?? (refl ??)) -Hcomp #Hcomp #_ #Htrue
+        cases (Htrue ?? (refl ??) Hcomp) #Ht1 #_ >Ht1 @(IH ?? (s::ls) r0)
+        [ >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
+          >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @Hmid_src
+        | >nth_change_vec // >Hmid_dst % ] ] ]
+  | >Hmid_dst >nth_change_vec // lapply (\Pf Hs) -Hs #Hs #Htrue #_
+    cases (Htrue ? (refl ??) Hs) #Ht1 #_ >Ht1 @(IH ?? (s::ls) r0)
+    [ >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
+      >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @Hmid_src
+    | >nth_change_vec // ] ] ] ]
+qed.
\ No newline at end of file