]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/lib/turing/multi_universal/unistep_aux.ma
removed daemons
[helm.git] / matita / matita / lib / turing / multi_universal / unistep_aux.ma
index be06796972b336efca31d0eed333f180dd69d3e2..b1f1114092836576b4ace3b161b7c07d2b8b405c 100644 (file)
@@ -88,8 +88,6 @@ lemma eq_mk_tape_rightof :
 #alpha #a #al %
 qed.
 
-axiom daemon : ∀P:Prop.P.
-
 definition option_cons ≝ λsig.λc:option sig.λl.
   match c with [ None ⇒ l | Some c0 ⇒ c0::l ].
 
@@ -103,6 +101,16 @@ lemma tape_move_mk_tape_R :
 normalize //
 qed.
 
+lemma eq_vec_change_vec : ∀sig,n.∀v1,v2:Vector sig n.∀i,t,d.
+  nth i ? v2 d = t → 
+  (∀j.i ≠ j → nth j ? v1 d = nth j ? v2 d) → 
+  v2 = change_vec ?? v1 t i.
+#sig #n #v1 #v2 #i #t #d #H1 #H2 @(eq_vec … d)
+#i0 #Hlt cases (decidable_eq_nat i0 i) #Hii0
+[ >Hii0 >nth_change_vec //
+| >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //] @sym_eq @H2 @sym_not_eq // ]
+qed.
+
 lemma sem_obj_to_cfg : obj_to_cfg ⊨  R_obj_to_cfg.
 @(sem_seq_app FSUnialpha 2 ????? (sem_move_multi ? 2 cfg L ?)
    (sem_seq ??????
@@ -126,7 +134,10 @@ lemma sem_obj_to_cfg : obj_to_cfg ⊨  R_obj_to_cfg.
     [ #lso #x0 #rso #Hta2 >Hta1 in Htc; >eq_mk_tape_rightof 
       whd in match (tape_move ???); #Htc
       cut (tg = change_vec ?? td (mk_tape ? [ ] (None ?) (reverse ? ls@[x])) cfg)
-      [@daemon] -Htg1 -Htg2 -Htg3 #Htg destruct (Htg Htf Hte Htd Htc Htb)
+      [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? (Htg2 ls x [ ] ?) Htg3) //
+        >Htd >nth_change_vec_neq // >Htf >nth_change_vec //
+        >Hte >nth_change_vec // >Htc >nth_change_vec // ] -Htg1 -Htg2 -Htg3 #Htg
+      destruct 
       >change_vec_change_vec >change_vec_change_vec
       >change_vec_commute // >change_vec_change_vec
       >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] >change_vec_change_vec
@@ -158,9 +169,11 @@ lemma sem_obj_to_cfg : obj_to_cfg ⊨  R_obj_to_cfg.
     >Hta2 normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H)
   | #_ >Hta1 in Htc; >eq_mk_tape_rightof whd in match (tape_move ???); #Htc
     destruct (Hte) cut (td = change_vec ?? tc (midtape ? ls null []) cfg)
-    [@daemon] -Htd1 -Htd2 #Htd
+    [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? (Htd1 ls c [ ] ?) Htd2) // 
+      >Htc >nth_change_vec // ] -Htd1 -Htd2 #Htd
     -Htf1 cut (tf = change_vec ?? td (mk_tape ? [ ] (None ?) (reverse ? ls@[null])) cfg)
-    [@daemon] -Htf2 -Htf3 #Htf destruct (Htf Htd Htc Htb)
+    [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? (Htf2 ls null [ ] ?) Htf3) //
+      >Htd >nth_change_vec // ] -Htf2 -Htf3 #Htf destruct (Htf Htd Htc Htb)
     >change_vec_change_vec >change_vec_change_vec >change_vec_change_vec
     >change_vec_change_vec >change_vec_change_vec >nth_change_vec //
     >reverse_cons >tape_move_mk_tape_R /2/ ]
@@ -267,6 +280,16 @@ definition R_cfg_to_obj ≝ λt1,t2:Vector (tape FSUnialpha) 3.
           (change_vec ?? t1
              (midtape ? (left ? (nth obj ? t1 (niltape ?))) c (right ? (nth obj ? t1 (niltape ?)))) obj)
           (mk_tape ? [ ] (option_hd ? (reverse ? (c::ls))) (tail ? (reverse ? (c::ls)))) cfg).
+          
+lemma tape_move_mk_tape_L :
+  ∀sig,ls,c,rs.
+  (c = None ? → ls = [ ] ∨ rs = [ ]) → 
+  tape_move ? (mk_tape sig ls c rs) L =
+  mk_tape ? (tail ? ls) (option_hd ? ls) (option_cons ? c rs).
+#sig * [ * [ * | #c * ] | #l0 #ls0 * [ *
+[| #r0 #rs0 #H @False_ind cases (H (refl ??)) #H1 destruct (H1) ] | #c * ] ] 
+normalize //
+qed.
 
 lemma sem_cfg_to_obj : cfg_to_obj ⊨  R_cfg_to_obj.
 @(sem_seq_app FSUnialpha 2 ????? (sem_move_multi ? 2 cfg L ?)
@@ -286,9 +309,12 @@ lemma sem_cfg_to_obj : cfg_to_obj ⊨  R_cfg_to_obj.
   whd in ⊢ (%→?); #Htb
   #c #ls #Hta %
   [ #Hc >Hta in Htc; >eq_mk_tape_rightof whd in match (tape_move ???); #Htc
-    cut (te = tc) [@daemon] -Hte1 -Hte2 #Hte
+    cut (te = tc)
+    [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? (sym_eq … Hte1) Hte2) >change_vec_same // ]
+    -Hte1 -Hte2 #Hte
     cut (tf = change_vec ? 3 te (mk_tape ? [ ] (None ?) (reverse ? ls@[c])) cfg)
-    [@daemon] -Htf1 -Htf2 -Htf3 #Htf
+    [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? (Htf2 ls c [ ] ?) Htf3) //
+      >Hte >Htc >nth_change_vec // ] -Htf1 -Htf2 -Htf3 #Htf
     destruct (Htf Hte Htc Htb)
     >change_vec_change_vec >change_vec_change_vec >change_vec_change_vec
     >nth_change_vec // >tape_move_mk_tape_R [| #_ % % ] 
@@ -303,10 +329,17 @@ lemma sem_cfg_to_obj : cfg_to_obj ⊨  R_cfg_to_obj.
   * #th * * * #Hth1 #Hth2 #Hth3
   whd in ⊢ (%→?); #Htb 
   #c #ls #Hta % #Hc
-  [ cut (te = tc) [ @daemon ] -Hte1 -Hte2 #Hte
+  [ >Htc in Hcurtc; >Hta >nth_change_vec // >tape_move_mk_tape_L //
+    >Hc normalize in ⊢ (%→?); * #H @False_ind /2/
+  | cut (te = tc)
+    [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? (sym_eq … Hte1) Hte2)
+      >change_vec_same // ] -Hte1 -Hte2 #Hte
     cut (th = change_vec ?? td (mk_tape ? [ ] (None ?) (reverse ? ls@[c])) cfg)
-    [@daemon] -Hth1 -Hth2 -Hth3 #Hth
-    destruct (Hth Hte Hta Htb Htd Htg Htc Htf)
+    [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? (Hth2 ls c [ ] ?) Hth3) //
+      >Htd >nth_change_vec_neq // >Htg >nth_change_vec //
+      >Htf >nth_change_vec_neq // >nth_change_vec // 
+      >Hte >Htc >nth_change_vec // >Hta // ] -Hth1 -Hth2 -Hth3 #Hth
+    destruct (Hth Hte Hta Htb Htd Htg Htc Htf) 
     >change_vec_change_vec >change_vec_change_vec
     >change_vec_commute // >change_vec_change_vec
     >change_vec_commute [|@sym_not_eq //] >change_vec_change_vec
@@ -315,22 +348,14 @@ lemma sem_cfg_to_obj : cfg_to_obj ⊨  R_cfg_to_obj.
     >nth_change_vec // >nth_change_vec_neq [|@sym_not_eq //]
     >change_vec_commute [|@sym_not_eq //]
     @eq_f3 //
-    [ >Hta2 cases rso in Hta2; whd in match (tape_move_mono ???);
-      [ #Hta2 whd in match (tape_move ???); <Hta2 @change_vec_same
-      | #r1 #rs1 #Hta2 whd in match (tape_move ???); <Hta2 @change_vec_same ]
-    | >tape_move_mk_tape_R [| #_ % %] >reverse_cons
-      >nth_change_vec_neq in Hcurtc1; [|@sym_not_eq //] >Hta2
-      normalize in ⊢ (%→?); #H destruct (H) %
-    ]
-    
-  #c #ls #Hta % #Hc
-  [ >Hta in Htc; >eq_mk_tape_rightof whd in match (tape_move ???); #Htc
-      >Htc in Hcurtc; >nth_change_vec // normalize in ⊢ (%→?); >Hc
-      * #H @False_ind /2/
-    | >Hta in Htc; >eq_mk_tape_rightof whd in match (tape_move ???); #Htc
-      cut (te = tc) [@daemon] -Hte1 -Hte2 #Hte
+    [ >Hta >tape_move_mk_tape_L // >nth_change_vec // whd in match (current ??);
+      @eq_f2 // cases (nth obj ? ta (niltape ?))
+      [| #r0 #rs0 | #l0 #ls0 | #ls0 #c0 #rs0 ] try %
+      cases rs0 //
+    | >reverse_cons >tape_move_mk_tape_R // #_ % % ]
+  ]
+]
 qed.
-*)
 
 (* macchina che muove il nastro obj a destra o sinistra a seconda del valore
    del current di prg, che codifica la direzione in cui ci muoviamo *)
@@ -354,6 +379,68 @@ definition tape_move_obj : mTM FSUnialpha 2 ≝
     tc_true)
    tc_true.
 
+definition R_tape_move_obj' ≝ λt1,t2:Vector (tape FSUnialpha) 3.
+  (current ? (nth prg ? t1 (niltape ?)) = Some ? (bit false) → 
+   t2 = change_vec ?? t1 (tape_move ? (nth obj ? t1 (niltape ?)) L) obj) ∧
+  (current ? (nth prg ? t1 (niltape ?)) = Some ? (bit true) → 
+   t2 = change_vec ?? t1 (tape_move ? (nth obj ? t1 (niltape ?)) R) obj) ∧
+  (current ? (nth prg ? t1 (niltape ?)) ≠ Some ? (bit false) →
+   current ? (nth prg ? t1 (niltape ?)) ≠ Some ? (bit true) →  
+   t2 = t1).
+   
+lemma sem_tape_move_obj' : tape_move_obj ⊨ R_tape_move_obj'.
+#ta cases (sem_if ??????????
+  (acc_sem_inject ?????? prg ? (sem_test_char ? (λc:FSUnialpha.c == bit false)))
+  (sem_move_multi ? 2 obj L ?)
+  (sem_if ??????????
+   (acc_sem_inject ?????? prg ? (sem_test_char ? (λc:FSUnialpha.c == bit true)))
+   (sem_move_multi ? 2 obj R ?)
+   (sem_nop …)) ta) //
+#i * #outc * #Hloop #HR %{i} %{outc} % [@Hloop] -i
+cases HR -HR
+[ * #tb * * * * #c * #Hcurta_prg #Hc lapply (\P Hc) -Hc #Hc #Htb1 #Htb2
+  whd in ⊢ (%→%); #Houtc >Houtc -Houtc % [ %
+  [ >Hcurta_prg #H destruct (H) >(?:tb = ta) 
+    [| lapply (eq_vec_change_vec ??????? Htb1 Htb2)
+       >change_vec_same // ] %
+  | >Hcurta_prg #H destruct (H) destruct (Hc) ]
+  | >Hcurta_prg >Hc * #H @False_ind /2/ ]
+| * #tb * * * #Hnotfalse #Htb1 #Htb2 cut (tb = ta) 
+  [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? Htb1 Htb2)
+     >change_vec_same // ] -Htb1 -Htb2 #Htb destruct (Htb) *
+  [ * #tc * * * * #c * #Hcurta_prg #Hc lapply (\P Hc) -Hc #Hc #Htc1 #Htc2
+    whd in ⊢ (%→%); #Houtc >Houtc -Houtc % [ %
+    [ >Hcurta_prg #H destruct (H) destruct (Hc)
+    | >Hcurta_prg #H destruct (H) >(?:tc = ta) 
+      [| lapply (eq_vec_change_vec ??????? Htc1 Htc2)
+        >change_vec_same // ] % ]
+    | >Hcurta_prg >Hc #_ * #H @False_ind /2/ ]
+  | * #tc * * * #Hnottrue #Htc1 #Htc2 cut (tc = ta) 
+    [ lapply (eq_vec_change_vec ??????? Htc1 Htc2)
+      >change_vec_same // ] -Htc1 -Htc2 
+    #Htc destruct (Htc) whd in ⊢ (%→?); #Houtc % [ %
+    [ #Hcurta_prg lapply (\Pf (Hnotfalse ? Hcurta_prg)) * #H @False_ind /2/
+    | #Hcurta_prg lapply (\Pf (Hnottrue ? Hcurta_prg)) * #H @False_ind /2/ ]
+    | #_ #_ @Houtc ]
+  ]
+]
+qed.
+
+definition R_tape_move_obj ≝ λt1,t2:Vector (tape FSUnialpha) 3.
+  ∀c. current ? (nth prg ? t1 (niltape ?)) = Some ? c → 
+  t2 = change_vec ?? t1 (tape_move ? (nth obj ? t1 (niltape ?)) (char_to_move c)) obj.
+
+lemma sem_tape_move_obj : tape_move_obj ⊨ R_tape_move_obj.
+@(Realize_to_Realize … sem_tape_move_obj')
+#ta #tb * * #Htb1 #Htb2 #Htb3 * [ *
+[ @Htb2 | @Htb1 ] 
+| #Hcurta_prg change with (nth obj ? ta (niltape ?)) in match (tape_move ???);
+  >change_vec_same @Htb3 >Hcurta_prg % #H destruct (H)
+| #Hcurta_prg change with (nth obj ? ta (niltape ?)) in match (tape_move ???);
+  >change_vec_same @Htb3 >Hcurta_prg % #H destruct (H)
+]
+qed.
+
 definition restart_tape ≝ λi. 
   inject_TM ? (move_to_end FSUnialpha L) 2 i ·
   mmove i FSUnialpha 2 R. 
@@ -427,13 +514,14 @@ lemma low_char_current : ∀t.
   = low_char (current FinBool t).
 * // qed.
 
-definition low_tapes ≝ λM:normalTM.λc:nconfig (no_states M).Vector_of_list ?
+definition low_tapes: ∀M:normalTM.∀c:nconfig (no_states M).Vector ? 3 ≝ 
+λM:normalTM.λc:nconfig (no_states M).Vector_of_list ?
   [tape_map ?? bit (ctape ?? c);
    midtape ? [ ] bar 
     ((bits_of_state ? (nhalt M) (cstate ?? c))@[low_char (current ? (ctape ?? c))]);
    midtape ? [ ] bar (tail ? (table_TM ? (graph_enum ?? (ntrans M)) (nhalt M)))
   ].
-  
+
 lemma obj_low_tapes: ∀M,c.
   nth obj ? (low_tapes M c) (niltape ?) = tape_map ?? bit (ctape ?? c).
 // qed.
@@ -480,14 +568,15 @@ lemma map_move_mono: ∀t,cout,m.
 @map_action
 qed. 
 
-definition R_unistep_high ≝ λM:normalTM.λc:nconfig (no_states M).λt1,t2.
+definition R_unistep_high ≝ λM:normalTM.λt1,t2.
+∀c:nconfig (no_states M).
   t1 = low_tapes M c → 
   t2 = low_tapes M (step ? M c). 
 
-lemma R_unistep_equiv : ∀M,c,t1,t2. 
+lemma R_unistep_equiv : ∀M,t1,t2. 
   R_unistep (no_states M) (graph_enum ?? (ntrans M)) (nhalt M) t1 t2 →
-  R_unistep_high M t1 t2.
-#M #c #t1 #t2 #H #Ht1
+  R_unistep_high M t1 t2.
+#M #t1 #t2 #H whd whd in match (nconfig ?); #c #Ht1
 lapply (initial_bar ? (nhalt M) (graph_enum ?? (ntrans M)) (nTM_nog ?)) #Htable
 (* tup = current tuple *)
 cut (∃t.t = 〈〈cstate … c,current ? (ctape … c)〉, 
@@ -529,7 +618,7 @@ lapply(H (bits_of_state ? (nhalt M) (cstate ?? c))
 lapply(H (bits_of_state … (nhalt M) qout) (low_char … cout) 
          (low_mv … m) tup ? Hingraph)
   [>Htup whd in ⊢ (??%?); @eq_f >associative_append %] -H
-#Ht2 >Ht2 @(eq_vec ? 3 … (niltape ?)) #i #Hi 
+#Ht2 @(eq_vec ? 3 ?? (niltape ?) ?) >Ht2 #i #Hi 
 cases (le_to_or_lt_eq … (le_S_S_to_le … Hi)) -Hi #Hi
   [cases (le_to_or_lt_eq … (le_S_S_to_le … Hi)) -Hi #Hi
     [cases (le_to_or_lt_eq … (le_S_S_to_le … Hi)) -Hi #Hi
@@ -549,7 +638,3 @@ cases (le_to_or_lt_eq … (le_S_S_to_le … Hi)) -Hi #Hi
    >Ht1 >prg_low_tapes //
   ]
 qed. 
-   
-
-    
-         
\ No newline at end of file