]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/lib/turing/universal/marks.ma
New notation for congruence
[helm.git] / matita / matita / lib / turing / universal / marks.ma
index 2a819926684c70df9863981782e8ec8ebc1a1510..ad67b4abb52d009b84671612016cf243b17dc6a8 100644 (file)
@@ -111,14 +111,31 @@ lemma sem_atmr_step :
 ]
 qed.
 
+lemma dec_test: ∀alpha,rs,test. 
+ decidable (∀c.memb alpha c rs = true → test c = false).
+#alpha #rs #test elim rs 
+  [%1 #n normalize #H destruct
+  |#a #tl cases (true_or_false (test a)) #Ha 
+    [#_ %2 % #Hall @(absurd ?? not_eq_true_false) <Ha 
+     @Hall @memb_hd 
+    |* [#Hall %1 #c #memc cases (orb_true_l … memc) 
+         [#eqca >(\P eqca) @Ha |@Hall]
+    |#Hnall %2 @(not_to_not … Hnall) #Hall #c #memc @Hall @memb_cons //
+    ]
+  qed.
+
 definition R_adv_to_mark_r ≝ λalpha,test,t1,t2.
+  (current ? t1 = None ? → t1 = t2) ∧
   ∀ls,c,rs.
   (t1 = midtape alpha ls c rs  → 
   ((test c = true ∧ t2 = t1) ∨
    (test c = false ∧
-    ∀rs1,b,rs2. rs = rs1@b::rs2 → 
+    (∀rs1,b,rs2. rs = rs1@b::rs2 → 
      test b = true → (∀x.memb ? x rs1 = true → test x = false) → 
-     t2 = midtape ? (reverse ? rs1@c::ls) b rs2))).
+     t2 = midtape ? (reverse ? rs1@c::ls) b rs2) ∧
+     ((∀x.memb ? x rs = true → test x = false) → 
+      ∀a,l.reverse ? (c::rs) = a::l → 
+      t2 = rightof alpha a (l@ls))))).
      
 definition adv_to_mark_r ≝ 
   λalpha,test.whileTM alpha (atmr_step alpha test) atm2.
@@ -129,32 +146,56 @@ lemma wsem_adv_to_mark_r :
 #alpha #test #t #i #outc #Hloop
 lapply (sem_while … (sem_atmr_step alpha test) t i outc Hloop) [%]
 -Hloop * #t1 * #Hstar @(star_ind_l ??????? Hstar)
-[ #tapea * #Htapea *
-  [ #H1 #ls #c #rs #H2 >H2 in H1; whd in ⊢ (??%? → ?);
-    #Hfalse destruct (Hfalse)
-  | * #a * #Ha #Htest #ls #c #rs #H2 %
-    >H2 in Ha; whd in ⊢ (??%? → ?); #Heq destruct (Heq) % //
-    <Htapea //
-  ]
-| #tapea #tapeb #tapec #Hleft #Hright #IH #HRfalse
-  lapply (IH HRfalse) -IH #IH
-  #ls #c #rs #Htapea %2
-  cases Hleft #ls0 * #a0 * #rs0 * * #Htapea' #Htest #Htapeb
-  
-  >Htapea' in Htapea; #Htapea destruct (Htapea) % // *
-  [ #b #rs2 #Hrs >Hrs in Htapeb; #Htapeb #Htestb #_
-    cases (IH … Htapeb)
-    [ * #_ #Houtc >Houtc >Htapeb %
-    | * #Hfalse >Hfalse in Htestb; #Htestb destruct (Htestb) ]
-  | #r1 #rs1 #b #rs2 #Hrs >Hrs in Htapeb; #Htapeb #Htestb #Hmemb
-    cases (IH … Htapeb)
-    [ * #Hfalse >(Hmemb …) in Hfalse;
-      [ #Hft destruct (Hft)
-      | @memb_hd ]
-    | * #Htestr1 #H1 >reverse_cons >associative_append
-      @H1 // #x #Hx @Hmemb @memb_cons //
+[ * #Htapea *
+  [ #H1 %
+    [#_ @Htapea 
+    |#ls #c #rs #H2 >H2 in H1; whd in ⊢ (??%? → ?);
+     #Hfalse destruct (Hfalse)
+    ]
+  | * #a * #Ha #Htest %
+    [ >Ha #H destruct (H);
+    | #ls #c #rs #H2 %
+     >H2 in Ha; whd in ⊢ (??%? → ?); #Heq destruct (Heq) % //
+     <Htapea //
     ]
   ]
+| #tapeb #tapec #Hleft #Hright #IH #HRfalse
+  lapply (IH HRfalse) -IH #IH %
+  [cases Hleft #ls * #a * #rs * * #Htapea #_ #_ >Htapea
+   whd in ⊢((??%?)→?); #H destruct (H);
+  |#ls #c #rs #Htapea %2
+   cases Hleft #ls0 * #a0 * #rs0 * * #Htapea' #Htest #Htapeb
+   >Htapea' in Htapea; #Htapea destruct (Htapea) % [ % // ]
+   [*
+    [ #b #rs2 #Hrs >Hrs in Htapeb; #Htapeb #Htestb #_
+     cases (proj2 ?? IH … Htapeb)
+      [ * #_ #Houtc >Houtc >Htapeb %
+      | * * >Htestb #Hfalse destruct (Hfalse) ]
+    | #r1 #rs1 #b #rs2 #Hrs >Hrs in Htapeb; #Htapeb #Htestb #Hmemb
+     cases (proj2 ?? IH … Htapeb)
+      [ * #Hfalse >(Hmemb …) in Hfalse;
+        [ #Hft destruct (Hft)
+        | @memb_hd ]
+      | * * #Htestr1 #H1 #_ >reverse_cons >associative_append
+       @H1 // #x #Hx @Hmemb @memb_cons //
+      ]
+    ]
+   |cases rs in Htapeb; normalize in ⊢ (%→?);
+    [#Htapeb #_ #a0 #l whd in ⊢ ((??%?)→?); #Hrev destruct (Hrev) 
+     >Htapeb in IH; #IH cases (proj1 ?? IH … (refl …)) //
+    |#r1 #rs1 #Htapeb #Hmemb
+     cases (proj2 ?? IH … Htapeb) [ * >Hmemb [ #Hfalse destruct(Hfalse) ] @memb_hd ]
+     * #_ #H1 #a #l <(reverse_reverse … l) cases (reverse … l)
+      [#H cut (c::r1::rs1 = [a])
+        [<(reverse_reverse  … (c::r1::rs1)) >H //]
+       #Hrev destruct (Hrev)
+      |#a1 #l2 >reverse_cons >reverse_cons >reverse_cons 
+       #Hrev cut ([c] = [a1])
+        [@(append_l2_injective_r ?? (a::reverse … l2) … Hrev) //]
+       #Ha <Ha >associative_append @H1
+        [#x #membx @Hmemb @memb_cons @membx
+        |<(append_l1_injective_r ?? (a::reverse … l2) … Hrev) //
+        ]
 qed.
 
 lemma terminate_adv_to_mark_r :
@@ -207,21 +248,24 @@ definition mark ≝
   ms0 (λq.q == ms1).
   
 definition R_mark ≝ λalpha,t1,t2.
-  ∀ls,c,b,rs.
-  t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈c,b〉 rs → 
-  t2 = midtape ? ls 〈c,true〉 rs.
+  (∀ls,c,b,rs.
+     t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈c,b〉 rs → 
+     t2 = midtape ? ls 〈c,true〉 rs) ∧
+  (current ? t1 = None ? → t2 = t1).
     
 lemma sem_mark :
   ∀alpha.Realize ? (mark alpha) (R_mark alpha).
 #alpha #intape @(ex_intro ?? 2) cases intape
 [ @ex_intro
-  [| % [ % | #ls #c #b #rs #Hfalse destruct ] ]
+  [| % [ % | % [#ls #c #b #rs #Hfalse destruct | // ]]]
 |#a #al @ex_intro
-  [| % [ % | #ls #c #b #rs #Hfalse destruct ] ]
+  [| % [ % | % [#ls #c #b #rs #Hfalse destruct | // ]]]
 |#a #al @ex_intro
-  [| % [ % | #ls #c #b #rs #Hfalse destruct ] ]
+  [| % [ % | % [#ls #c #b #rs #Hfalse destruct ] // ]]
 | #ls * #c #b #rs
-  @ex_intro [| % [ % | #ls0 #c0 #b0 #rs0 #H1 destruct (H1) % ] ] ]
+  @ex_intro [| % [ % | % 
+  [#ls0 #c0 #b0 #rs0 #H1 destruct (H1) % 
+  | whd in ⊢ ((??%?)→?); #H1 destruct (H1)]]]
 qed.
 
 
@@ -293,6 +337,7 @@ definition clear_mark ≝
   clear0 (λq.q == clear1).
   
 definition R_clear_mark ≝ λalpha,t1,t2.
+  (current ? t1 = None ? → t1 = t2) ∧
   ∀ls,c,b,rs.
   t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈c,b〉 rs → 
   t2 = midtape ? ls 〈c,false〉 rs.
@@ -301,13 +346,14 @@ lemma sem_clear_mark :
   ∀alpha.Realize ? (clear_mark alpha) (R_clear_mark alpha).
 #alpha #intape @(ex_intro ?? 2) cases intape
 [ @ex_intro
-  [| % [ % | #ls #c #b #rs #Hfalse destruct ] ]
+  [| % [ % | % [#_ %|#ls #c #b #rs #Hfalse destruct ]]]
 |#a #al @ex_intro
-  [| % [ % | #ls #c #b #rs #Hfalse destruct ] ]
+  [| % [ % | % [#_ %|#ls #c #b #rs #Hfalse destruct ]]]
 |#a #al @ex_intro
-  [| % [ % | #ls #c #b #rs #Hfalse destruct ] ]
+  [| % [ % | % [#_ %|#ls #c #b #rs #Hfalse destruct ]]]
 | #ls * #c #b #rs
-  @ex_intro [| % [ % | #ls0 #c0 #b0 #rs0 #H1 destruct (H1) % ] ] ]
+  @ex_intro [| % [ % | % 
+  [whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct| #ls0 #c0 #b0 #rs0 #H1 destruct (H1) % ]]]]
 qed.
 
 (* ADVANCE MARK RIGHT machine
@@ -322,23 +368,32 @@ definition adv_mark_r ≝
     clear_mark alpha · move_r ? · mark alpha.
       
 definition R_adv_mark_r ≝ λalpha,t1,t2.
-  ∀ls,c,d,b,rs.
-  t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈c,true〉 (〈d,b〉::rs) → 
-  t2 = midtape ? (〈c,false〉::ls) 〈d,true〉 rs.
+  (∀ls,c.
+    (∀d,b,rs.
+     t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈c,true〉 (〈d,b〉::rs) → 
+     t2 = midtape ? (〈c,false〉::ls) 〈d,true〉 rs) ∧
+    (t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈c,true〉 [ ] → 
+     t2 = rightof ? 〈c,false〉 ls)) ∧
+  (current ? t1 = None ? → t1 = t2).
   
 lemma sem_adv_mark_r : 
   ∀alpha.Realize ? (adv_mark_r alpha) (R_adv_mark_r alpha).
-#alpha #intape
-cases (sem_seq ????? (sem_clear_mark …) 
-         (sem_seq ????? (sem_move_r ?) (sem_mark alpha)) intape)
-#k * #outc * #Hloop whd in ⊢ (%→?);
-* #ta * whd in ⊢ (%→?); #Hs1 * #tb * whd in ⊢ (%→%→?); #Hs2 #Hs3
-@(ex_intro ?? k) @(ex_intro ?? outc) %
-[ @Hloop
-| -Hloop #ls #c #d #b #rs #Hintape @(Hs3 … b)
-  @(Hs2 ls 〈c,false〉 (〈d,b〉::rs))
-  @(Hs1 … Hintape)
-]
+#alpha
+@(sem_seq_app … (sem_clear_mark …) 
+         (sem_seq ????? (sem_move_r ?) (sem_mark alpha)) …)
+#intape #outtape whd in ⊢ (%→?); * #ta * 
+whd in ⊢ (%→?); #Hs1 whd in ⊢ (%→?); * #tb * #Hs2 whd in ⊢ (%→?); #Hs3 %
+  [#ls #c % 
+    [#d #b #rs #Hintape @(proj1 … Hs3 ?? b ?)
+     @(proj2 … Hs2 ls 〈c,false〉 (〈d,b〉::rs))
+     @(proj2 ?? Hs1 … Hintape)
+    |#Hintape lapply (proj2 ?? Hs1 … Hintape) #Hta lapply (proj2 … Hs2 … Hta) 
+     whd in ⊢ ((???%)→?); #Htb <Htb @(proj2 … Hs3) >Htb //
+    ]
+  |#Hcur lapply(proj1 ?? Hs1 … Hcur) #Hta >Hta >Hta in Hcur; #Hcur
+   lapply (proj1 ?? Hs2 … Hcur) #Htb >Htb >Htb in Hcur; #Hcur
+   @sym_eq @(proj2 ?? Hs3) @Hcur
+  ]
 qed.
 
 (* ADVANCE TO MARK (left)
@@ -346,80 +401,186 @@ qed.
 axiomatized
 
 *)
+definition atml_step ≝ 
+  λalpha:FinSet.λtest:alpha→bool.
+  mk_TM alpha atm_states
+  (λp.let 〈q,a〉 ≝ p in
+   match a with
+   [ None ⇒ 〈atm1, None ?〉
+   | Some a' ⇒ 
+     match test a' with
+     [ true ⇒ 〈atm1,None ?〉
+     | false ⇒ 〈atm2,Some ? 〈a',L〉〉 ]])
+  atm0 (λx.notb (x == atm0)).
+
+definition Ratml_step_true ≝ 
+  λalpha,test,t1,t2.
+   ∃ls,a,rs.
+   t1 = midtape alpha ls a rs ∧ test a = false ∧ 
+   t2 = mk_tape alpha (tail ? ls) (option_hd ? ls) (a :: rs).
+   
+definition Ratml_step_false ≝ 
+  λalpha,test,t1,t2.
+    t1 = t2 ∧
+    (current alpha t1 = None ? ∨
+     (∃a.current ? t1 = Some ? a ∧ test a = true)).
+     
+lemma atml_q0_q1 :
+  ∀alpha,test,ls,a0,rs. test a0 = true → 
+  step alpha (atml_step alpha test)
+    (mk_config ?? atm0 (midtape … ls a0 rs)) =
+  mk_config alpha (states ? (atml_step alpha test)) atm1
+    (midtape … ls a0 rs).
+#alpha #test #ls #a0 #ts #Htest whd in ⊢ (??%?);
+whd in match (trans … 〈?,?〉); >Htest %
+qed.
+     
+lemma atml_q0_q2 :
+  ∀alpha,test,ls,a0,rs. test a0 = false → 
+  step alpha (atml_step alpha test)
+    (mk_config ?? atm0 (midtape … ls a0 rs)) =
+  mk_config alpha (states ? (atml_step alpha test)) atm2
+    (mk_tape … (tail ? ls) (option_hd ? ls) (a0 :: rs)).
+#alpha #test #ls #a0 #rs #Htest whd in ⊢ (??%?);
+whd in match (trans … 〈?,?〉); >Htest cases ls //
+qed.
+
+lemma sem_atml_step :
+  ∀alpha,test.
+  accRealize alpha (atml_step alpha test) 
+    atm2 (Ratml_step_true alpha test) (Ratml_step_false alpha test).
+#alpha #test *
+[ @(ex_intro ?? 2)
+  @(ex_intro ?? (mk_config ?? atm1 (niltape ?))) %
+  [ % // whd in ⊢ ((??%%)→?); #Hfalse destruct | #_ % // % % ]
+| #a #al @(ex_intro ?? 2) @(ex_intro ?? (mk_config ?? atm1 (leftof ? a al)))
+  % [ % // whd in ⊢ ((??%%)→?); #Hfalse destruct | #_ % // % % ]
+| #a #al @(ex_intro ?? 2) @(ex_intro ?? (mk_config ?? atm1 (rightof ? a al)))
+  % [ % // whd in ⊢ ((??%%)→?); #Hfalse destruct | #_ % // % % ]
+| #ls #c #rs @(ex_intro ?? 2)
+  cases (true_or_false (test c)) #Htest
+  [ @(ex_intro ?? (mk_config ?? atm1 ?))
+    [| % 
+      [ % 
+        [ whd in ⊢ (??%?); >atml_q0_q1 //
+        | whd in ⊢ ((??%%)→?); #Hfalse destruct ]
+      | #_ % // %2 @(ex_intro ?? c) % // ]
+    ]
+  | @(ex_intro ?? (mk_config ?? atm2 (mk_tape ? (tail ? ls) (option_hd ? ls) (c::rs))))
+    % 
+    [ %
+      [ whd in ⊢ (??%?); >atml_q0_q2 //
+      | #_ @(ex_intro ?? ls) @(ex_intro ?? c) @(ex_intro ?? rs)
+        % // % //
+      ]
+    | #Hfalse @False_ind @(absurd ?? Hfalse) %
+    ]
+  ]
+]
+qed.
 
 definition R_adv_to_mark_l ≝ λalpha,test,t1,t2.
+  (current ? t1 = None ? → t1 = t2) ∧
   ∀ls,c,rs.
   (t1 = midtape alpha ls c rs  → 
-  ((test c = true â\88§ t2 = t1) â\88¨
-   (test c = false â\88§
-    ∀ls1,b,ls2. ls = ls1@b::ls2 → 
+  ((test c = true â\86\92 t2 = t1) â\88§
+   (test c = false â\86\92
+    (∀ls1,b,ls2. ls = ls1@b::ls2 → 
      test b = true → (∀x.memb ? x ls1 = true → test x = false) → 
-     t2 = midtape ? ls2 b (reverse ? ls1@c::rs)))).
+     t2 = midtape ? ls2 b (reverse ? ls1@c::rs)) ∧     
+    ((∀x.memb ? x ls = true → test x = false) →
+      ∀a,l. reverse ? (c::ls) = a::l → t2 = leftof ? a (l@rs))
+     ))).
 
-axiom adv_to_mark_l : ∀alpha:FinSet.(alpha → bool) → TM alpha.
-(* definition adv_to_mark_l ≝ 
-  λalpha,test.whileTM alpha (atml_step alpha test) 2. *)
+definition adv_to_mark_l ≝ 
+  λalpha,test.whileTM alpha (atml_step alpha test) atm2.
 
-axiom wsem_adv_to_mark_l :
+lemma wsem_adv_to_mark_l :
   ∀alpha,test.
   WRealize alpha (adv_to_mark_l alpha test) (R_adv_to_mark_l alpha test).
-(*
 #alpha #test #t #i #outc #Hloop
-lapply (sem_while … (sem_atmr_step alpha test) t i outc Hloop) [%]
+lapply (sem_while … (sem_atml_step alpha test) t i outc Hloop) [%]
 -Hloop * #t1 * #Hstar @(star_ind_l ??????? Hstar)
-[ #tapea * #Htapea *
-  [ #H1 #ls #c #rs #H2 >H2 in H1; whd in ⊢ (??%? → ?);
-    #Hfalse destruct (Hfalse)
-  | * #a * #Ha #Htest #ls #c #rs #H2 %
-    >H2 in Ha; whd in ⊢ (??%? → ?); #Heq destruct (Heq) % //
-    <Htapea //
+[ * #Htapea *
+  [ #H1 %
+    [#_ @Htapea
+    |#ls #c #rs #H2 >H2 in H1; whd in ⊢ (??%? → ?);
+     #Hfalse destruct (Hfalse)
+    ]
+  | * #a * #Ha #Htest %
+    [>Ha #H destruct (H);
+    |#ls #c #rs #H2 %
+      [#Hc <Htapea //
+      |#Hc @False_ind >H2 in Ha; whd in ⊢ ((??%?)→?); 
+       #H destruct (H) /2/
+      ]
+    ]
   ]
-| #tapea #tapeb #tapec #Hleft #Hright #IH #HRfalse
-  lapply (IH HRfalse) -IH #IH
-  #ls #c #rs #Htapea %2
-  cases Hleft #ls0 * #a0 * #rs0 * * #Htapea' #Htest #Htapeb
-  
-  >Htapea' in Htapea; #Htapea destruct (Htapea) % // *
-  [ #b #rs2 #Hrs >Hrs in Htapeb; #Htapeb #Htestb #_
-    cases (IH … Htapeb)
-    [ * #_ #Houtc >Houtc >Htapeb %
-    | * #Hfalse >Hfalse in Htestb; #Htestb destruct (Htestb) ]
-  | #r1 #rs1 #b #rs2 #Hrs >Hrs in Htapeb; #Htapeb #Htestb #Hmemb
-    cases (IH … Htapeb)
-    [ * #Hfalse >(Hmemb …) in Hfalse;
-      [ #Hft destruct (Hft)
-      | @memb_hd ]
-    | * #Htestr1 #H1 >reverse_cons >associative_append
-      @H1 // #x #Hx @Hmemb @memb_cons //
+| #tapeb #tapec #Hleft #Hright #IH #HRfalse
+  lapply (IH HRfalse) -IH #IH %
+  [cases Hleft #ls0 * #a0 * #rs0 * * #Htapea #_ #_ >Htapea
+   whd in ⊢ ((??%?)→?); #H destruct (H)
+  |#ls #c #rs #Htapea %
+    [#Hc cases Hleft #ls0 * #a0 * #rs0 * * #Htapea' #Htest @False_ind
+     >Htapea' in Htapea; #H destruct /2/
+    |cases Hleft #ls0 * #a * #rs0 *
+     * #Htapea1 >Htapea in Htapea1; #H destruct (H) #_ #Htapeb
+     #Hc %
+      [*
+        [#b #ls2 #Hls >Hls in Htapeb; #Htapeb #Htestb #_
+         cases (proj2 ?? IH … Htapeb) #H1 #_ >H1 // >Htapeb %
+        |#l1 #ls1 #b #ls2 #Hls >Hls in Htapeb; #Htapeb #Htestb #Hmemb 
+         cases (proj2 ?? IH … Htapeb) #_ #H1 >reverse_cons >associative_append
+         @(proj1 ?? (H1 ?) … (refl …) Htestb …)
+          [@Hmemb @memb_hd
+          |#x #memx @Hmemb @memb_cons @memx
+          ]
+        ]
+      |cases ls0 in Htapeb; normalize in ⊢ (%→?);
+        [#Htapeb #Htest #a0 #l whd in ⊢ ((??%?)→?); #Hrev destruct (Hrev) 
+         >Htapeb in IH; #IH cases (proj1 ?? IH … (refl …)) //
+        |#l1 #ls1 #Htapeb
+         cases (proj2 ?? IH … Htapeb) #_ #H1 #Htest #a0 #l
+         <(reverse_reverse … l) cases (reverse … l)
+          [#H cut (a::l1::ls1 = [a0])
+            [<(reverse_reverse  … (a::l1::ls1)) >H //]
+           #Hrev destruct (Hrev)
+          |#a1 #l2 >reverse_cons >reverse_cons >reverse_cons 
+           #Hrev cut ([a] = [a1])
+            [@(append_l2_injective_r ?? (a0::reverse … l2) … Hrev) //]
+           #Ha <Ha >associative_append @(proj2 ?? (H1 ?))
+            [@Htest @memb_hd
+            |#x #membx @Htest @memb_cons @membx
+            |<(append_l1_injective_r ?? (a0::reverse … l2) … Hrev) //
+            ]
+          ]
+        ]
+      ]
     ]
   ]
 qed.
-*)
 
-axiom terminate_adv_to_mark_l :
+lemma terminate_adv_to_mark_l :
   ∀alpha,test.
   ∀t.Terminate alpha (adv_to_mark_l alpha test) t.
-(*
 #alpha #test #t
-@(terminate_while … (sem_atmr_step alpha test))
+@(terminate_while … (sem_atml_step alpha test))
   [ %
   | cases t
     [ % #t1 * #ls0 * #c0 * #rs0 * * #Hfalse destruct (Hfalse) 
     |2,3: #a0 #al0 % #t1 * #ls0 * #c0 * #rs0 * * #Hfalse destruct (Hfalse) 
-    | #ls #c #rs generalize in match c; -c generalize in match ls; -ls
-      elim rs
-      [#ls #c % #t1 * #ls0 * #c0 * #rs0 * *
+    | #ls elim ls 
+      [#c #rs % #t1 * #ls0 * #c0 * #rs0 * *
        #H1 destruct (H1) #Hc0 #Ht1 normalize in Ht1; 
        % #t2 * #ls1 * #c1 * #rs1 * * >Ht1
        normalize in ⊢ (%→?); #Hfalse destruct (Hfalse)
-      | #r0 #rs0 #IH #ls #c % #t1 * #ls0 * #c0 * #rs0 * *
+      | #rs0 #r0 #IH #ls #c % #t1 * #ls0 * #c0 * #rs0 * *
         #H1 destruct (H1) #Hc0 #Ht1 normalize in Ht1;
         >Ht1 @IH
       ]
     ]
   ]
 qed.
-*)
 
 lemma sem_adv_to_mark_l :
   ∀alpha,test.
@@ -447,12 +608,53 @@ definition adv_both_marks ≝ λalpha.
     adv_to_mark_l (FinProd alpha FinBool) (is_marked alpha) · 
       adv_mark_r alpha.
 
+definition R_adv_both_marks ≝ λalpha,t1,t2.
+  ∀ls,x0,rs.
+    t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈x0,true〉 rs →   
+     (rs = [ ] → (* first case: rs empty *)
+       t2 = rightof (FinProd … alpha FinBool) 〈x0,false〉 ls) ∧       
+     (∀l0,x,a,a0,b,l1,l1',l2. 
+       ls = (l1@〈x,true〉::l0) →
+       (∀c.memb ? c l1 = true → is_marked ? c = false) → 
+       rs = (〈a0,b〉::l2) →
+       reverse ? (〈x0,false〉::l1) = 〈a,false〉::l1' →
+       t2 = midtape ? (〈x,false〉::l0) 〈a,true〉 (l1'@〈a0,true〉::l2)).
+
+lemma sem_adv_both_marks :
+  ∀alpha.Realize ? (adv_both_marks alpha) (R_adv_both_marks alpha).    
+#alpha 
+@(sem_seq_app … (sem_adv_mark_r …) 
+   (sem_seq ????? (sem_move_l …)
+      (sem_seq ????? (sem_adv_to_mark_l ? (is_marked ?)) 
+        (sem_adv_mark_r alpha))) …)
+#intape #outtape * #tapea * #Hta * #tb * #Htb * #tc * #Htc #Hout
+#ls #c #rs #Hintape %
+  [#Hrs >Hrs in Hintape; #Hintape lapply (proj2 ?? (proj1 ?? Hta … ) … Hintape) -Hta #Hta
+   lapply (proj1 … Htb) >Hta -Htb #Htb lapply (Htb (refl …)) -Htb #Htb 
+   lapply (proj1 ?? Htc) <Htb -Htc #Htc lapply (Htc (refl …)) -Htc #Htc
+   @sym_eq >Htc @(proj2 ?? Hout …) <Htc %
+  |#l0 #x #a #a0 #b #l1 #l1' #l2 #Hls #Hmarks #Hrs #Hrev 
+   >Hrs in Hintape; >Hls #Hintape
+   @(proj1 ?? (proj1 ?? Hout … ) ? false) -Hout
+   lapply (proj1 … (proj1 … Hta …) … Hintape) #Htapea
+   lapply (proj2 … Htb  … Htapea) -Htb
+   whd in match (mk_tape ????) ; #Htapeb 
+   lapply (proj1 ?? (proj2 ?? (proj2 ?? Htc … Htapeb) (refl …))) -Htc #Htc
+   change with ((?::?)@?) in match (cons ???); <Hrev >reverse_cons
+   >associative_append @Htc [%|%|@Hmarks]
+  ] 
+qed.
+
+(*
 definition R_adv_both_marks ≝ 
   λalpha,t1,t2.
     ∀l0,x,a,l1,x0,a0,l2. (∀c.memb ? c l1 = true → is_marked ? c = false) → 
-    t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) 
+    (t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) 
         (l1@〈a,false〉::〈x,true〉::l0) 〈x0,true〉 (〈a0,false〉::l2) → 
-    t2 = midtape ? (〈x,false〉::l0) 〈a,true〉 (reverse ? l1@〈x0,false〉::〈a0,true〉::l2).
+     t2 = midtape ? (〈x,false〉::l0) 〈a,true〉 (reverse ? l1@〈x0,false〉::〈a0,true〉::l2)) ∧
+     (t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) 
+        (l1@〈a,false〉::〈x,true〉::l0) 〈x0,true〉 [] → 
+     t2 = rightof ? 〈x0,false〉 (l1@〈a,false〉::〈x,true〉::l0)).
 
 lemma sem_adv_both_marks :
   ∀alpha.Realize ? (adv_both_marks alpha) (R_adv_both_marks alpha).    
@@ -469,7 +671,7 @@ cases (sem_seq ????? (sem_adv_mark_r …)
 | -Hloop #l0 #x #a #l1 #x0 #a0 #l2 #Hl1 #Hintape
   @(Hs4 … false) -Hs4
   lapply (Hs1 … Hintape) #Hta
-  lapply (Hs2 … Hta) #Htb
+  lapply (proj2 … Hs2 … Hta) #Htb
   cases (Hs3 … Htb)
   [ * #Hfalse normalize in Hfalse; destruct (Hfalse)
   | * #_ -Hs3 #Hs3 
@@ -481,7 +683,7 @@ cases (sem_seq ????? (sem_adv_mark_r …)
     | >associative_append %
     | >reverse_append #Htc @Htc ]
   ]
-qed.
+qed. *)
 
 (* 
    MATCH AND ADVANCE(f)
@@ -503,12 +705,21 @@ definition match_and_adv ≝
 
 definition R_match_and_adv ≝ 
   λalpha,f,t1,t2.
-    ∀l0,x,a,l1,x0,a0,l2. (∀c.memb ? c l1 = true → is_marked ? c = false) → 
-    t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) 
-        (l1@〈a,false〉::〈x,true〉::l0) 〈x0,true〉 (〈a0,false〉::l2) → 
-    (f 〈x0,true〉 = true ∧ t2 = midtape ? (〈x,false〉::l0) 〈a,true〉 (reverse ? l1@〈x0,false〉::〈a0,true〉::l2))
-    ∨ (f 〈x0,true〉 = false ∧ 
-    t2 = midtape ? (l1@〈a,false〉::〈x,true〉::l0) 〈x0,false〉 (〈a0,false〉::l2)).
+    ∀ls,x0,rs.
+     t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈x0,true〉 rs →   
+    ((* first case: (f 〈x0,true〉 = false) *)
+     (f 〈x0,true〉 = false) → 
+       t2 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈x0,false〉 rs) ∧   
+    ((f 〈x0,true〉 = true) →  rs = [ ] → (* second case: rs empty *)
+       t2 = rightof (FinProd … alpha FinBool) 〈x0,false〉 ls) ∧       
+    ((f 〈x0,true〉 = true) →  
+     ∀l0,x,a,a0,b,l1,l1',l2. 
+     (* third case: we expect to have a mark on the left! *)
+     ls = (l1@〈x,true〉::l0) → 
+     (∀c.memb ? c l1 = true → is_marked ? c = false) → 
+     rs = 〈a0,b〉::l2 →
+     reverse ? (〈x0,false〉::l1) = 〈a,false〉::l1' →
+       t2 = midtape ? (〈x,false〉::l0) 〈a,true〉 (l1'@〈a0,true〉::l2)).
 
 lemma sem_match_and_adv : 
   ∀alpha,f.Realize ? (match_and_adv alpha f) (R_match_and_adv alpha f).
@@ -516,29 +727,52 @@ lemma sem_match_and_adv :
 cases (sem_if ? (test_char ? f) … tc_true (sem_test_char ? f) (sem_adv_both_marks alpha) (sem_clear_mark ?) intape)
 #k * #outc * #Hloop #Hif @(ex_intro ?? k) @(ex_intro ?? outc)
 % [ @Hloop ] -Hloop
-cases Hif
-[ * #ta * whd in ⊢ (%→%→?); #Hta #Houtc
-  #l0 #x #a #l1 #x0 #a0 #l2 #Hl1 #Hintape
-  >Hintape in Hta; #Hta cases (Hta … (refl ??)) -Hta #Hf #Hta % % 
-  [ @Hf | @Houtc [ @Hl1 | @Hta ] ]
-| * #ta * whd in ⊢ (%→%→?); #Hta #Houtc
-  #l0 #x #a #l1 #x0 #a0 #l2 #Hl1 #Hintape
-  >Hintape in Hta; #Hta cases (Hta … (refl ??)) -Hta #Hf #Hta %2 %
-  [ @Hf | >(Houtc … Hta) % ]
+(* 
+@(sem_if_app … (sem_test_char ? f) (sem_adv_both_marks alpha) (sem_clear_mark ?))
+#intape #outape #Htb * #H *)
+cases Hif -Hif
+[ * #ta * whd in ⊢ (%→%→?); * * #c * #Hcurrent #fc #Hta #Houtc
+  #ls #x #rs #Hintape >Hintape in Hcurrent; whd in ⊢ ((??%?)→?); #H destruct (H) %
+  [%[>fc #H destruct (H) 
+    |#_ #Hrs >Hrs in Hintape; #Hintape >Hintape in Hta; #Hta
+     cases (Houtc … Hta) #Houtc #_ @Houtc //
+    ]
+  |#l0 #x0 #a #a0 #b #l1 #l1' #l2 #Hls #Hmarks #Hrs #Hrev >Hintape in Hta; #Hta
+   @(proj2 ?? (Houtc … Hta) … Hls Hmarks Hrs Hrev)
+  ]
+| * #ta * * #H #Hta * #_ #Houtc #ls #c #rs #Hintape 
+   >Hintape in H; #H lapply(H … (refl …)) #fc %
+  [%[#_ >Hintape in Hta; #Hta @(Houtc … Hta)
+    |>fc #H destruct (H)
+    ]
+  |>fc #H destruct (H)
+  ]
 ]
 qed.
 
-(*
- if x = c
-      then move_right; ----
-           adv_to_mark_r;
-           if current (* x0 *) = 0
-              then advance_mark ----
-                   adv_to_mark_l;
-                   advance_mark
-              else STOP
-      else M
-*)
+definition R_match_and_adv_of ≝ 
+  λalpha,t1,t2.current (FinProd … alpha FinBool) t1 = None ? → t2 = t1.
+
+lemma sem_match_and_adv_of : 
+  ∀alpha,f.Realize ? (match_and_adv alpha f) (R_match_and_adv_of alpha).
+#alpha #f #intape
+cases (sem_if ? (test_char ? f) … tc_true (sem_test_char ? f) (sem_adv_both_marks alpha) (sem_clear_mark ?) intape)
+#k * #outc * #Hloop #Hif @(ex_intro ?? k) @(ex_intro ?? outc)
+% [ @Hloop ] -Hloop
+cases Hif
+[ * #ta * whd in ⊢ (%→%→?); #Hta #Houtc #Hcur
+  cases Hta * #x >Hcur * #Hfalse destruct (Hfalse)
+| * #ta * whd in ⊢ (%→%→?); * #_ #Hta * #Houtc #_ <Hta #Hcur >(Houtc Hcur) % ]
+qed.
+
+lemma sem_match_and_adv_full : 
+  ∀alpha,f.Realize ? (match_and_adv alpha f) 
+    (R_match_and_adv alpha f ∩ R_match_and_adv_of alpha).
+#alpha #f #intape cases (sem_match_and_adv ? f intape)
+#i * #outc * #Hloop #HR1 %{i} %{outc} % // % //
+cases (sem_match_and_adv_of ? f intape) #i0 * #outc0 * #Hloop0 #HR2
+>(loop_eq … Hloop Hloop0) //
+qed.
 
 definition comp_step_subcase ≝ λalpha,c,elseM.
   ifTM ? (test_char ? (λx.x == c))
@@ -547,16 +781,41 @@ definition comp_step_subcase ≝ λalpha,c,elseM.
 
 definition R_comp_step_subcase ≝ 
   λalpha,c,RelseM,t1,t2.
-    ∀l0,x,rs.t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) l0 〈x,true〉 rs → 
-    (〈x,true〉 = c ∧
-     ∀a,l1,x0,a0,l2. (∀c.memb ? c l1 = true → is_marked ? c = false) → 
-     rs = 〈a,false〉::l1@〈x0,true〉::〈a0,false〉::l2 → 
-     ((x = x0 ∧
-      t2 = midtape ? (〈x,false〉::l0) 〈a,true〉 (l1@〈x0,false〉::〈a0,true〉::l2)) ∨
-      (x ≠ x0 ∧
-      t2 = midtape (FinProd … alpha FinBool) 
-        (reverse ? l1@〈a,false〉::〈x,true〉::l0) 〈x0,false〉 (〈a0,false〉::l2)))) ∨
-    (〈x,true〉 ≠ c ∧ RelseM t1 t2).
+    ∀ls,x,rs.t1 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ls 〈x,true〉 rs → 
+    (〈x,true〉 = c →
+     ((* test true but no marks in rs *)
+      (∀c.memb ? c rs = true → is_marked ? c = false) →
+       ∀a,l. (a::l) = reverse ? (〈x,true〉::rs) → 
+       t2 = rightof (FinProd alpha FinBool) a (l@ls)) ∧ 
+    ∀l1,x0,l2. 
+     (∀c.memb ? c l1 = true → is_marked ? c = false) → 
+      rs = l1@〈x0,true〉::l2 → 
+      (x = x0 → 
+       l2 = [ ] → (* test true but l2 is empty *) 
+       t2 = rightof ? 〈x0,false〉 ((reverse ? l1)@〈x,true〉::ls))  ∧
+      (x = x0 →
+       ∀a,a0,b,l1',l2'. (* test true and l2 is not empty *) 
+       〈a,false〉::l1' = l1@[〈x0,false〉] →
+       l2 = 〈a0,b〉::l2' →
+       t2 = midtape ? (〈x,false〉::ls) 〈a,true〉 (l1'@〈a0,true〉::l2')) ∧
+      (x ≠ x0 →(* test false *)
+      t2 = midtape (FinProd … alpha FinBool) ((reverse ? l1)@〈x,true〉::ls) 〈x0,false〉 l2)) ∧
+    (〈x,true〉 ≠ c → RelseM t1 t2).
+
+lemma dec_marked: ∀alpha,rs. 
+ decidable (∀c.memb ? c rs = true → is_marked alpha c = false).
+#alpha #rs elim rs 
+  [%1 #n normalize #H destruct
+  |#a #tl cases (true_or_false (is_marked ? a)) #Ha 
+    [#_ %2 % #Hall @(absurd ?? not_eq_true_false) <Ha 
+     @Hall @memb_hd 
+    |* [#Hall %1 #c #memc cases (orb_true_l … memc) 
+         [#eqca >(\P eqca) @Ha |@Hall]
+    |#Hnall %2 @(not_to_not … Hnall) #Hall #c #memc @Hall @memb_cons //
+    ]
+  qed.
+
+(* axiom daemon:∀P:Prop.P. *)
 
 lemma sem_comp_step_subcase : 
   ∀alpha,c,elseM,RelseM.
@@ -568,33 +827,101 @@ cases (sem_if ? (test_char ? (λx.x == c)) … tc_true
         (sem_test_char ? (λx.x == c)) 
         (sem_seq ????? (sem_move_r …)
           (sem_seq ????? (sem_adv_to_mark_r ? (is_marked alpha))
-             (sem_match_and_adv ? (λx.x == c)))) Helse intape)
+             (sem_match_and_adv_full ? (λx.x == c)))) Helse intape)
 #k * #outc * #Hloop #HR @(ex_intro ?? k) @(ex_intro ?? outc)
 % [ @Hloop ] -Hloop cases HR -HR
-[ * #ta * whd in ⊢ (%→?); #Hta * #tb * whd in ⊢ (%→?); #Htb
-  * #tc * whd in ⊢ (%→?); #Htc whd in ⊢ (%→?); #Houtc
-  #l0 #x #rs #Hintape cases (true_or_false (〈x,true〉==c)) #Hc
-  [ % % [ @(\P Hc) ] 
-    #a #l1 #x0 #a0 #l2 #Hl1 #Hrs >Hrs in Hintape; #Hintape
-    >Hintape in Hta; #Hta cases (Hta ? (refl ??)) -Hta
-    #Hx #Hta lapply (Htb … Hta) -Htb #Htb
-    cases (Htc … Htb) [ * #Hfalse normalize in Hfalse; destruct (Hfalse) ]
-    -Htc * #_ #Htc lapply (Htc l1 〈x0,true〉 (〈a0,false〉::l2) (refl ??) (refl ??) Hl1)
-    -Htc #Htc cases (Houtc ???????? Htc) -Houtc
-    [ * #Hx0 #Houtc % 
-      % [ <(\P Hx0) in Hx; #Hx lapply (\P Hx) #Hx' destruct (Hx') %
-        | >Houtc >reverse_reverse % ]
-    | * #Hx0 #Houtc %2
-      % [ <(\P Hx) in Hx0; #Hx0 lapply (\Pf Hx0) @not_to_not #Hx' >Hx' %
-        | >Houtc % ]
-    | #x #membx @Hl1 <(reverse_reverse …l1) @memb_reverse @membx ]
-  | %2 % [ @(\Pf Hc) ]
-    >Hintape in Hta; #Hta cases (Hta ? (refl ??)) -Hta #Hx #Hta
-    >Hx in Hc;#Hc destruct (Hc) ]
-| * #ta * whd in ⊢ (%→?); #Hta #Helse #ls #c0 #rs #Hintape %2
-  >Hintape in Hta; #Hta cases (Hta ? (refl ??)) -Hta #Hc #Hta %
-  [ @(\Pf Hc) | <Hta @Helse ]
-]
+  [* #ta * whd in ⊢ (%→?); * * #cin * #Hcin #Hcintrue #Hta * #tb * whd in ⊢ (%→?); #Htb
+   * #tc * whd in ⊢ (%→?); #Htc * whd in ⊢ (%→%→?); #Houtc #Houtc1
+   #ls #x #rs #Hintape >Hintape in Hcin; whd in ⊢ ((??%?)→?); #H destruct (H) %
+    [#_ cases (dec_marked ? rs) #Hdec
+      [%
+        [#_ #a #l1 
+         >Hintape in Hta; #Hta
+         lapply (proj2 ?? Htb … Hta) -Htb -Hta cases rs in Hdec;
+           (* by cases on rs *)
+           [#_ whd in ⊢ ((???%)→?); #Htb >Htb in Htc; #Htc
+            lapply (proj1 ?? Htc (refl …)) -Htc #Htc <Htc in Houtc1; #Houtc1
+            normalize in ⊢ (???%→?); #Hl1 destruct(Hl1) @(Houtc1 (refl …))           
+           |#r0 #rs0 #Hdec whd in ⊢ ((???%)→?); #Htb >Htb in Htc; #Htc
+            >reverse_cons >reverse_cons #Hl1
+            cases (proj2 ?? Htc … (refl …))
+            [* >(Hdec …) [ #Hfalse destruct(Hfalse) ] @memb_hd
+            |* #_ -Htc #Htc cut (∃l2.l1 = l2@[〈x,true〉])
+             [generalize in match Hl1; -Hl1 <(reverse_reverse … l1)
+              cases (reverse ? l1)
+              [#Hl1 cut ([a]=〈x,true〉::r0::rs0)
+               [ <(reverse_reverse … (〈x,true〉::r0::rs0))
+                 >reverse_cons >reverse_cons <Hl1 % 
+               | #Hfalse destruct(Hfalse)]
+              |#a0 #l10 >reverse_cons #Heq
+               lapply (append_l2_injective_r ? (a::reverse ? l10) ???? Heq) //
+               #Ha0 destruct(Ha0) /2/ ]
+             |* #l2 #Hl2 >Hl2 in Hl1; #Hl1 
+              lapply (append_l1_injective_r ? (a::l2) … Hl1) // -Hl1 #Hl1
+              >reverse_cons in Htc; #Htc lapply (Htc … (sym_eq … Hl1))
+              [ #x0 #Hmemb @Hdec @memb_cons @Hmemb ]
+              -Htc #Htc >Htc in Houtc1; #Houtc1 >associative_append @Houtc1 % 
+             ]
+            ]
+           ]
+        |#l1 #x0 #l2 #_ #Hrs @False_ind
+         @(absurd ?? not_eq_true_false) 
+         change with (is_marked ? 〈x0,true〉) in match true;
+         @Hdec >Hrs @memb_append_l2 @memb_hd 
+        ]
+      |% [#H @False_ind @(absurd …H Hdec)]
+       (* by cases on l1 *) *
+        [#x0 #l2 #Hdec normalize in ⊢ (%→?); #Hrs >Hrs in Hintape; #Hintape
+         >Hintape in Hta; (* * * #x1 * whd in ⊢ ((??%?)→?); #H destruct (H) #Hx *)
+         #Hta lapply (proj2 … Htb … Hta) -Htb -Hta 
+         whd in match (mk_tape ????); whd in match (tail ??); #Htb cases Htc -Htc
+         #_ #Htc cases (Htc … Htb) -Htc 
+          [2: * * #Hfalse normalize in Hfalse; destruct (Hfalse) ]
+         * * #Htc >Htb in Htc; -Htb #Htc cases (Houtc … Htc) -Houtc * 
+         #H1 #H2 #H3 cases (true_or_false (x==x0)) #eqxx0
+          [>(\P eqxx0) % [2: #H @False_ind /2/] %
+            [#_ #Hl2 >(H2 … Hl2) <(\P eqxx0) [% | @Hcintrue] 
+            |#_ #a #a0 #b #l1' #l2' normalize in ⊢ (%→?); #Hdes destruct (Hdes)
+             #Hl2 @(H3 … Hdec … Hl2) <(\P eqxx0) [@Hcintrue | % | @reverse_single]
+            ]
+          |% [% #eqx @False_ind lapply (\Pf eqxx0) #Habs @(absurd … eqx Habs)] 
+           #_ @H1 @(\bf ?) @(not_to_not ??? (\Pf eqxx0)) <(\P Hcintrue) 
+           #Hdes destruct (Hdes) %
+          ]
+        |#l1hd #l1tl #x0 #l2 #Hdec normalize in ⊢ (%→?); #Hrs >Hrs in Hintape; #Hintape
+         >Hintape in Hta; (* * * #x1 * whd in ⊢ ((??%?)→?); #H destruct (H) #Hx *)
+         #Hta lapply (proj2 … Htb … Hta) -Htb -Hta 
+         whd in match (mk_tape ????); whd in match (tail ??); #Htb cases Htc -Htc
+         #_ #Htc cases (Htc … Htb) -Htc 
+          [* #Hfalse @False_ind >(Hdec … (memb_hd …)) in Hfalse; #H destruct] 
+         * * #_ #Htc lapply (Htc … (refl …) (refl …) ?) -Htc
+          [#x1 #membx1 @Hdec @memb_cons @membx1] #Htc
+         cases (Houtc … Htc) -Houtc * 
+         #H1 #H2 #H3 #_ cases (true_or_false (x==x0)) #eqxx0
+          [>(\P eqxx0) % [2: #H @False_ind /2/] %
+            [#_ #Hl2 >(H2 … Hl2) <(\P eqxx0) 
+              [>reverse_cons >associative_append % | @Hcintrue] 
+            |#_ #a #a0 #b #l1' #l2' normalize in ⊢ (%→?); #Hdes (* destruct (Hdes) *)
+             #Hl2 @(H3 ?????? (reverse … (l1hd::l1tl)) … Hl2) <(\P eqxx0) 
+              [@Hcintrue 
+              |>reverse_cons >associative_append % 
+              |#c0 #memc @Hdec <(reverse_reverse ? (l1hd::l1tl)) @memb_reverse @memc
+              |>Hdes >reverse_cons >reverse_reverse >(\P eqxx0) %
+              ]
+            ]
+          |% [% #eqx @False_ind lapply (\Pf eqxx0) #Habs @(absurd … eqx Habs)] 
+           #_ >reverse_cons >associative_append @H1 @(\bf ?) 
+           @(not_to_not ??? (\Pf eqxx0)) <(\P Hcintrue) #Hdes 
+           destruct (Hdes) %
+          ]
+        ]
+      ]
+    |>(\P Hcintrue) * #Hfalse @False_ind @Hfalse %
+    ]
+  | * #ta * * #Hcur #Hta #Houtc
+    #l0 #x #rs #Hintape >Hintape in Hcur; #Hcur lapply (Hcur ? (refl …)) -Hcur #Hc %
+    [ #Hfalse >Hfalse in Hc; #Hc cases (\Pf Hc) #Hc @False_ind @Hc %
+    | -Hc #Hc <Hintape <Hta @Houtc ] ]
 qed.
 
 (* 
@@ -619,92 +946,171 @@ definition comp_step ≝
         (clear_mark …)))))
   (nop ?)
   tc_true.
+
+(* da spostare *)
+
+lemma mem_append : ∀A,x,l1,l2. mem A x (l1@l2) → 
+  mem A x l1 ∨ mem A x l2.
+#A #x #l1 elim l1 normalize [/2/]
+#a #tl #Hind #l2 * [#eqxa %1 /2/ |#memx cases (Hind … memx) /3/]
+qed.
+
+let rec split_on A (l:list A) f acc on l ≝ 
+  match l with 
+  [ nil ⇒ 〈acc,nil ?〉
+  | cons a tl ⇒ 
+    if f a then 〈acc,a::tl〉 else split_on A tl f (a::acc) 
+  ].
   
-definition R_comp_step_true ≝ 
-  λt1,t2.
-    ∀l0,c,rs.t1 = midtape (FinProd … FSUnialpha FinBool) l0 c rs → 
-    ∃c'. c = 〈c',true〉 ∧
-    ((bit_or_null c' = true ∧
-     ∀a,l1,c0,a0,l2.
-      rs = 〈a,false〉::l1@〈c0,true〉::〈a0,false〉::l2 → 
+lemma split_on_spec: ∀A:DeqSet.∀l,f,acc,res1,res2.
+  split_on A l f acc = 〈res1,res2〉 → 
+    (∃l1. res1 = l1@acc ∧
+    reverse ? l1@res2 = l ∧ 
+    ∀x. memb ? x l1 =true → f x = false) ∧ 
+    ∀a,tl. res2 = a::tl → f a = true.
+#A #l #f elim l
+  [#acc #res1 #res2 normalize in ⊢ (%→?); #H destruct % 
+    [@(ex_intro … []) % normalize [% % | #x #H destruct]
+    |#a #tl #H destruct
+    ]
+  |#a #tl #Hind #acc #res1 #res2 normalize in ⊢ (%→?);
+   cases (true_or_false (f a)) #Hfa >Hfa normalize in ⊢ (%→?);
+   #H destruct
+   [% [@(ex_intro … []) % normalize [% % | #x #H destruct]
+      |#a1 #tl1 #H destruct (H) //]
+   |cases (Hind (a::acc) res1 res2 H) * #l1 * *
+    #Hres1 #Htl #Hfalse #Htrue % [2:@Htrue] @(ex_intro … (l1@[a])) % 
+     [% [>associative_append @Hres1 | >reverse_append <Htl % ]
+     |#x #Hmemx cases (memb_append ???? Hmemx) 
+        [@Hfalse | #H >(memb_single … H) //] 
+     ]
+   ]
+  ]
+qed.
+
+axiom mem_reverse: ∀A,l,x. mem A x (reverse ? l) → mem A x l.
+
+lemma split_on_spec_ex: ∀A:DeqSet.∀l,f.∃l1,l2.
+    l1@l2 = l ∧ (∀x:A. memb ? x l1 = true → f x = false) ∧ 
+    ∀a,tl. l2 = a::tl → f a = true.
+#A #l #f @(ex_intro … (reverse … (\fst (split_on A l f [])))) 
+@(ex_intro … (\snd (split_on A l f []))) 
+cases (split_on_spec A l f [ ] ?? (eq_pair_fst_snd …)) * #l1 * *
+>append_nil #Hl1 >Hl1 #Hl #Hfalse #Htrue % 
+  [% [@Hl|#x #memx @Hfalse <(reverse_reverse … l1) @memb_reverse //] | @Htrue]
+qed.
+
+(* versione esistenziale *)
+
+definition R_comp_step_true ≝ λt1,t2.
+  ∃ls,c,rs.t1 = midtape (FinProd … FSUnialpha FinBool) ls 〈c,true〉 rs ∧
+    ((* bit_or_null c = false *)
+    (bit_or_null c = false → t2 = midtape ? ls 〈c,false〉 rs) ∧
+    (* no marks in rs *)
+    (bit_or_null c = true →
+      (∀c.memb ? c rs = true → is_marked ? c = false) →
+       ∀a,l. (a::l) = reverse ? (〈c,true〉::rs) → 
+       t2 = rightof (FinProd FSUnialpha FinBool) a (l@ls)) ∧
+    (∀l1,c0,l2.
+      bit_or_null c = true →
       (∀c.memb ? c l1 = true → is_marked ? c = false) → 
-      (c0 = c' ∧
-       t2 = midtape ? (〈c',false〉::l0) 〈a,true〉 (l1@〈c0,false〉::〈a0,true〉::l2)) ∨
-      (c0 ≠ c' ∧
+      rs = l1@〈c0,true〉::l2 → 
+      (c = c0 → 
+       l2 = [ ] → (* test true but l2 is empty *) 
+       t2 = rightof ? 〈c0,false〉 ((reverse ? l1)@〈c,true〉::ls))  ∧
+      (c = c0 →
+       ∀a,a0,b,l1',l2'. (* test true and l2 is not empty *) 
+       〈a,false〉::l1' = l1@[〈c0,false〉] →
+       l2 = 〈a0,b〉::l2' →
+       t2 = midtape ? (〈c,false〉::ls) 〈a,true〉 (l1'@〈a0,true〉::l2')) ∧
+      (c ≠ c0 →(* test false *)
        t2 = midtape (FinProd … FSUnialpha FinBool) 
-        (reverse ? l1@〈a,false〉::〈c',true〉::l0) 〈c0,false〉 (〈a0,false〉::l2))) ∨
-     (bit_or_null c' = false ∧ t2 = midtape ? l0 〈c',false〉 rs)).
+         ((reverse ? l1)@〈c,true〉::ls) 〈c0,false〉 l2))).
 
 definition R_comp_step_false ≝ 
   λt1,t2.
    ∀ls,c,rs.t1 = midtape (FinProd … FSUnialpha FinBool) ls c rs → 
    is_marked ? c = false ∧ t2 = t1.
+
+lemma is_marked_to_exists: ∀alpha,c. is_marked alpha c = true →
+ ∃c'. c = 〈c',true〉.
+#alpha * #c * [#_ @(ex_intro … c) //| normalize #H destruct]
+qed.
+
+lemma exists_current: ∀alpha,c,t. 
+  current alpha t = Some alpha c → ∃ls,rs. t= midtape ? ls c rs. 
+#alpha #c * 
+  [whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct
+  |#a #l whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct
+  |#a #l whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct
+  |#ls #c1 #rs whd in ⊢ (??%?→?); #H destruct
+   @(ex_intro … ls) @(ex_intro … rs) //
+  ]
+qed.
    
 lemma sem_comp_step : 
   accRealize ? comp_step (inr … (inl … (inr … start_nop))) 
     R_comp_step_true R_comp_step_false.
-#intape
-cases (acc_sem_if … (sem_test_char ? (is_marked ?))
+@(acc_sem_if_app … (sem_test_char ? (is_marked ?))
         (sem_comp_step_subcase FSUnialpha 〈bit false,true〉 ??
           (sem_comp_step_subcase FSUnialpha 〈bit true,true〉 ?? 
             (sem_comp_step_subcase FSUnialpha 〈null,true〉 ?? 
               (sem_clear_mark …))))
-        (sem_nop …) intape)
-#k * #outc * * #Hloop #H1 #H2
-@(ex_intro ?? k) @(ex_intro ?? outc) %
-[ % [@Hloop ] ] -Hloop
-[ #Hstate lapply (H1 Hstate) -H1 -Hstate -H2 *
-  #ta * whd in ⊢ (%→?); #Hleft #Hright #ls #c #rs #Hintape
-  >Hintape in Hleft; #Hleft cases (Hleft ? (refl ??)) -Hleft
-  cases c in Hintape; #c' #b #Hintape whd in ⊢ (??%?→?); 
-  #Hb >Hb #Hta @(ex_intro ?? c') % //
-  cases (Hright … Hta)
-  [ * #Hc' #H1 % % [destruct (Hc') % ]
-    #a #l1 #c0 #a0 #l2 #Hrs >Hrs in Hintape; #Hintape #Hl1
-    cases (H1 … Hl1 Hrs)
-    [ * #Htmp >Htmp -Htmp #Houtc % % // @Houtc
-    | * #Hneq #Houtc %2 %
-      [ @sym_not_eq //
-      | @Houtc ]
-    ]
-  | * #Hc #Helse1 cases (Helse1 … Hta)
-    [ * #Hc' #H1 % % [destruct (Hc') % ]
-      #a #l1 #c0 #a0 #l2 #Hrs >Hrs in Hintape; #Hintape #Hl1
-      cases (H1 … Hl1 Hrs)
-      [ * #Htmp >Htmp -Htmp #Houtc % % // @Houtc
-      | * #Hneq #Houtc %2 %
-        [ @sym_not_eq //
-        | @Houtc ]
+        (sem_nop …) …)
+[#intape #outape #ta #Hta #Htb cases Hta * #cm * #Hcur 
+ cases (exists_current … Hcur) #ls * #rs #Hintape #cmark
+ cases (is_marked_to_exists … cmark) #c #Hcm
+ >Hintape >Hcm -Hintape -Hcm #Hta
+ @(ex_intro … ls) @(ex_intro … c) @(ex_intro …rs) % [//] lapply Hta -Hta
+ (* #ls #c #rs #Hintape whd in Hta;
+ >Hintape in Hta; * #_ -Hintape  forse non serve *)
+ cases (true_or_false (c==bit false)) #Hc
+  [>(\P Hc) #Hta %
+    [%[whd in ⊢ ((??%?)→?); #Hdes destruct
+      |#Hc @(proj1 ?? (proj1 ?? (Htb … Hta) (refl …)))
+      ]
+    |#l1 #c0 #l2 #Hc @(proj2 ?? (proj1 ?? (Htb … Hta) (refl …)))
+    ] 
+  |cases (true_or_false (c==bit true)) #Hc1
+    [>(\P Hc1) #Hta  
+      cut (〈bit true, true〉 ≠ 〈bit false, true〉) [% #Hdes destruct] #Hneq %
+      [%[whd in ⊢ ((??%?)→?); #Hdes destruct
+        |#Hc @(proj1 … (proj1 ?? (proj2 ?? (Htb … Hta) Hneq … Hta) (refl …)))
+        ]
+      |#l1 #c0 #l2 #Hc @(proj2 ?? (proj1 ?? (proj2 ?? (Htb … Hta) Hneq … Hta)(refl …)))
       ]
-    | * #Hc' #Helse2 cases (Helse2 … Hta)
-      [ * #Hc'' #H1 % % [destruct (Hc'') % ]
-        #a #l1 #c0 #a0 #l2 #Hrs >Hrs in Hintape; #Hintape #Hl1
-        cases (H1 … Hl1 Hrs)
-        [ * #Htmp >Htmp -Htmp #Houtc % % // @Houtc
-        | * #Hneq #Houtc %2 %
-          [ @sym_not_eq //
-          | @Houtc ]
+    |cases (true_or_false (c==null)) #Hc2
+      [>(\P Hc2) #Hta  
+        cut (〈null, true〉 ≠ 〈bit false, true〉) [% #Hdes destruct] #Hneq
+        cut (〈null, true〉 ≠ 〈bit true, true〉) [% #Hdes destruct] #Hneq1 %
+        [%[whd in ⊢ ((??%?)→?); #Hdes destruct
+          |#Hc @(proj1 … (proj1 ?? (proj2 ?? (proj2 ?? (Htb … Hta) Hneq … Hta) Hneq1 … Hta) (refl …)))
+          ]
+        |#l1 #c0 #l2 #Hc @(proj2 ?? (proj1 ?? (proj2 ?? (proj2 ?? (Htb … Hta) Hneq … Hta) Hneq1 … Hta) (refl …)))
         ]
-      | * #Hc'' whd in ⊢ (%→?); #Helse3 %2 %
-        [ generalize in match Hc''; generalize in match Hc'; generalize in match Hc;
-          cases c'
-          [ * [ #_ #Hfalse @False_ind @(absurd ?? Hfalse) %
-              | #Hfalse @False_ind @(absurd ?? Hfalse) % ]
-          | #_ #_ #Hfalse @False_ind @(absurd ?? Hfalse) %
-          |*: #_ #_ #_ % ]
-        | @(Helse3 … Hta)
+      |#Hta cut (bit_or_null c = false)
+        [lapply Hc; lapply Hc1; lapply Hc2 -Hc -Hc1 -Hc2
+         cases c normalize [* normalize /2/] /2/] #Hcut %
+        [%[cases (Htb … Hta) #_ -Htb #Htb
+           cases (Htb … Hta) [2: % #H destruct (H) normalize in Hc; destruct] #_ -Htb #Htb 
+           cases (Htb … Hta) [2: % #H destruct (H) normalize in Hc1; destruct] #_ -Htb #Htb 
+           lapply (Htb ?) [% #H destruct (H) normalize in Hc2; destruct] 
+           * #_ #Houttape #_ @(Houttape … Hta)
+          |>Hcut #H destruct 
+          ]
+        |#l1 #c0 #l2 >Hcut #H destruct 
         ]
       ]
     ]
   ]
-| #Hstate lapply (H2 Hstate) -H1 -Hstate -H2 *
-  #ta * whd in ⊢ (%→%→?); #Hleft #Hright #ls #c #rs #Hintape
-  >Hintape in Hleft; #Hleft
-  cases (Hleft ? (refl ??)) -Hleft
-  #Hc #Hta % // >Hright //
+|#intape #outape #ta #Hta #Htb #ls #c #rs #Hintape 
+ >Hintape in Hta; whd in ⊢ (%→?); * #Hmark #Hta % [@Hmark //]
+ whd in Htb; >Htb //
 ]
 qed.
 
+(* compare *) 
+
 definition compare ≝ 
   whileTM ? comp_step (inr … (inl … (inr … start_nop))).
 
@@ -754,11 +1160,19 @@ RIFIUTO: c ≠ d
    t2 = midtape ? l0 〈grid,false〉 (l1@〈comma,true〉::l2)) ∨
   (b = bit x ∧ b = c ∧ bs = b0s
   *)
+  
+definition list_cases2: ∀A.∀P:list A →list A →Prop.∀l1,l2. |l1| = |l2| → 
+P [ ] [ ] → (∀a1,a2:A.∀tl1,tl2. |tl1| = |tl2| → P (a1::tl1) (a2::tl2)) → P l1 l2.
+#A #P #l1 #l2 #Hlen lapply Hlen @(list_ind2 … Hlen) //
+#tl1 #tl2 #hd1 #hd2 #Hind normalize #HlenS #H1 #H2 @H2 //
+qed.
+
 definition R_compare :=
   λt1,t2.
   ∀ls,c,rs.t1 = midtape (FinProd … FSUnialpha FinBool) ls c rs → 
   (∀c'.bit_or_null c' = false → c = 〈c',true〉 → t2 = midtape ? ls 〈c',false〉 rs) ∧
   (∀c'. c = 〈c',false〉 → t2 = t1) ∧
+(* forse manca il caso no marks in rs *)
   ∀b,b0,bs,b0s,l1,l2.
   |bs| = |b0s| → 
   (∀c.memb (FinProd … FSUnialpha FinBool) c bs = true → bit_or_null (\fst c) = true) → 
@@ -786,7 +1200,7 @@ lemma wsem_compare : WRealize ? compare R_compare.
 #t #i #outc #Hloop
 lapply (sem_while ?????? sem_comp_step t i outc Hloop) [%]
 -Hloop * #t1 * #Hstar @(star_ind_l ??????? Hstar)
-[ #tapea whd in ⊢ (%→?); #Rfalse #ls #c #rs #Htapea %
+[ whd in ⊢ (%→?); #Rfalse #ls #c #rs #Htapea %
   [ %
     [ #c' #Hc' #Hc lapply (Rfalse … Htapea) -Rfalse * >Hc
       whd in ⊢ (??%?→?); #Hfalse destruct (Hfalse)
@@ -795,104 +1209,315 @@ lapply (sem_while ?????? sem_comp_step t i outc Hloop) [%]
   | #b #b0 #bs #b0s #l1 #l2 #Hlen #Hbs1 #Hb0s1 #Hbs2 #Hb0s2 #Hl1 #Hc
     cases (Rfalse … Htapea) -Rfalse >Hc whd in ⊢ (??%?→?);#Hfalse destruct (Hfalse)
   ]
-| #tapea #tapeb #tapec #Hleft #Hright #IH #Htapec lapply (IH Htapec) -Htapec -IH #IH
-  whd in Hleft; #ls #c #rs #Htapea cases (Hleft … Htapea) -Hleft
-  #c' * #Hc >Hc cases (true_or_false (bit_or_null c')) #Hc'
-  [2: * 
-    [ * >Hc' #H @False_ind destruct (H)
-    | * #_ #Htapeb cases (IH … Htapeb) * #_ #H #_ %
-      [% 
-        [#c1 #Hc1 #Heqc destruct (Heqc) <Htapeb @(H c1) %
-        |#c1 #Hfalse destruct (Hfalse)
-        ]
-      |#b #b0 #bs #b0s #l1 #l2 #_ #_ #_ #_ #_ #_
-       #Heq destruct (Heq) >Hc' #Hfalse @False_ind destruct (Hfalse)
+| #tapeb #tapec #Hleft #Hright #IH #Htapec lapply (IH Htapec) -Htapec -IH #IH
+  whd in Hleft; #ls #c #rs #Htapea cases Hleft -Hleft
+  #ls0 * #c' * #rs0 * >Htapea #Hdes destruct (Hdes) * * 
+  cases (true_or_false (bit_or_null c')) #Hc'
+  [2: #Htapeb lapply (Htapeb Hc') -Htapeb #Htapeb #_ #_ %
+    [%[#c1 #Hc1 #Heqc destruct (Heqc) 
+       cases (IH … Htapeb) * #_ #H #_ <Htapeb @(H … (refl…)) 
+      |#c1 #Heqc destruct (Heqc) 
       ]
+    |#b #b0 #bs #b0s #l1 #l2 #_ #_ #_ #_ #_ #_
+     #Heq destruct (Heq) >Hc' #Hfalse @False_ind destruct (Hfalse)
     ]
|#Hleft %
 |#_ (* no marks in rs ??? *) #_ #Hleft %
     [ %
       [ #c'' #Hc'' #Heq destruct (Heq) >Hc'' in Hc'; #H destruct (H) 
       | #c0 #Hfalse destruct (Hfalse)
       ]
     |#b #b0 #bs #b0s #l1 #l2 #Hlen #Hbs1 #Hb0s1 #Hbs2 #Hb0s2 #Hl1
-     #Heq destruct (Heq) #_ #Hrs cases Hleft -Hleft
-      [2: * >Hc' #Hfalse @False_ind destruct ] * #_
-       @(list_cases2 … Hlen)
-       [ #Hbs #Hb0s generalize in match Hrs; >Hbs in ⊢ (%→?); >Hb0s in ⊢ (%→?);
-       -Hrs #Hrs normalize in Hrs; #Hleft cases (Hleft ????? Hrs ?) -Hleft
-         [ * #Heqb #Htapeb cases (IH … Htapeb) -IH * #IH #_ #_
-          % %
-            [ >Heqb >Hbs >Hb0s %
-            | >Hbs >Hb0s @IH %
-            ] 
-         |* #Hneqb #Htapeb %2
-          @(ex_intro … [ ]) @(ex_intro … b)
-          @(ex_intro … b0) @(ex_intro … [ ]) 
-          @(ex_intro … [ ]) %
-            [ % [ % [@sym_not_eq //| >Hbs %] | >Hb0s %]
-            | cases (IH … Htapeb) -IH * #_ #IH #_ >(IH ? (refl ??))
-              @Htapeb
+     #Heq destruct (Heq) #_ >append_cons; <associative_append #Hrs
+     cases (Hleft …  Hc' … Hrs) -Hleft
+      [2: #c1 #memc1 cases (memb_append … memc1) -memc1 #memc1
+        [cases (memb_append … memc1) -memc1 #memc1
+          [@Hbs2 @memc1 |>(memb_single … memc1) %]
+        |@Hl1 @memc1
+        ]
+      |* (* manca il caso in cui dopo una parte uguale il 
+            secondo nastro finisca ... ???? *)
+       #_ cases (true_or_false (b==b0)) #eqbb0
+        [2: #_ #Htapeb %2 lapply (Htapeb … (\Pf eqbb0)) -Htapeb #Htapeb
+         cases (IH … Htapeb) * #_ #Hout #_
+         @(ex_intro … []) @(ex_intro … b) @(ex_intro … b0) 
+         @(ex_intro … bs) @(ex_intro … b0s) %
+          [%[%[@(\Pf eqbb0) | %] | %] 
+          |>(Hout … (refl …)) -Hout >Htapeb @eq_f3 [2,3:%]
+           >reverse_append >reverse_append >associative_append 
+           >associative_append %  
+          ]
+        |lapply Hbs1 lapply Hb0s1 lapply Hbs2 lapply Hb0s2 lapply Hrs 
+         -Hbs1 -Hb0s1 -Hbs2 -Hb0s2 -Hrs 
+         @(list_cases2 … Hlen)
+          [#Hrs #_ #_ #_ #_ >associative_append >associative_append #Htapeb #_
+           lapply (Htapeb … (\P eqbb0) … (refl …) (refl …)) -Htapeb #Htapeb
+           cases (IH … Htapeb) -IH * #Hout #_ #_ %1 %
+            [>(\P eqbb0) % 
+            |>(Hout grid (refl …) (refl …)) @eq_f 
+             normalize >associative_append %
             ]
-         | @Hl1 ]
-      | * #b' #bitb' * #b0' #bitb0' #bs' #b0s' #Hbs #Hb0s 
-        generalize in match Hrs; >Hbs in ⊢ (%→?); >Hb0s in ⊢ (%→?);
-        cut (bit_or_null b' = true ∧ bit_or_null b0' = true ∧ 
-             bitb' = false ∧ bitb0' = false)
-        [ % [ % [ % [ >Hbs in Hbs1; #Hbs1 @(Hbs1 〈b',bitb'〉) @memb_hd
-            | >Hb0s in Hb0s1; #Hb0s1 @(Hb0s1 〈b0',bitb0'〉) @memb_hd ]
-            | >Hbs in Hbs2; #Hbs2 @(Hbs2 〈b',bitb'〉) @memb_hd ]
-            | >Hb0s in Hb0s2; #Hb0s2 @(Hb0s2 〈b0',bitb0'〉) @memb_hd ]
-        | * * * #Ha #Hb #Hc #Hd >Hc >Hd
-          #Hrs #Hleft 
-          cases (Hleft b' (bs'@〈grid,false〉::l1) b0 b0' 
-                         (b0s'@〈comma,false〉::l2) ??) -Hleft
-          [ 3: >Hrs normalize @eq_f >associative_append %
-          | * #Hb0 #Htapeb cases (IH …Htapeb) -IH * #_ #_ #IH
-            cases (IH b' b0' bs' b0s' (l1@[〈b0,false〉]) l2 ??????? Ha ?) -IH
-            [ * #Heq #Houtc % %
-              [ >Hb0 @eq_f >Hbs in Heq; >Hb0s in ⊢ (%→?); #Heq
-                destruct (Heq) >Hb0s >Hc >Hd %
-              | >Houtc >Hbs >Hb0s >Hc >Hd >reverse_cons >associative_append
-                >associative_append %
+          |* #a1 #ba1 * #a2 #ba2 #tl1 #tl2 #HlenS #Hrs #Hb0s2 #Hbs2 #Hb0s1 #Hbs1 
+           cut (ba1 = false) [@(Hbs2 〈a1,ba1〉) @memb_hd] #Hba1 >Hba1
+           >associative_append >associative_append #Htapeb #_
+           lapply (Htapeb … (\P eqbb0) … (refl …) (refl …)) -Htapeb #Htapeb
+           cases (IH … Htapeb) -IH * #_ #_
+           cut (ba2=false) [@(Hb0s2 〈a2,ba2〉) @memb_hd] #Hba2 >Hba2  
+           #IH cases(IH a1 a2 ?? (l1@[〈b0,false〉]) l2 HlenS ????? (refl …) ??)
+            [3:#x #memx @Hbs1 @memb_cons @memx
+            |4:#x #memx @Hb0s1 @memb_cons @memx
+            |5:#x #memx @Hbs2 @memb_cons @memx
+            |6:#x #memx @Hb0s2 @memb_cons @memx
+            |7:#x #memx cases (memb_append …memx) -memx #memx
+              [@Hl1 @memx | >(memb_single … memx) %]
+            |8:@(Hbs1 〈a1,ba1〉) @memb_hd
+            |9: >associative_append >associative_append %
+            |-IH -Hbs1 -Hb0s1 -Hbs2 -Hrs *
+             #Ha1a2 #Houtc %1 %
+              [>(\P eqbb0) @eq_f destruct (Ha1a2) %
+              |>Houtc @eq_f3 
+                [>reverse_cons >associative_append %
+                |%
+                |>associative_append % 
+                ]
               ]
-            | * #la * #c' * #d' * #lb * #lc * * * #H1 #H2 #H3 #H4 %2
-              @(ex_intro … (〈b,false〉::la)) @(ex_intro … c') @(ex_intro … d')
-              @(ex_intro … lb) @(ex_intro … lc)
-              % [ % [ % // >Hbs >Hc >H2 % | >Hb0s >Hd >H3 >Hb0 % ] 
-                | >H4 >Hbs >Hb0s >Hc >Hd >Hb0 >reverse_append
-                  >reverse_cons >reverse_cons
-                  >associative_append >associative_append
-                  >associative_append >associative_append %
+            |-IH -Hbs1 -Hb0s1 -Hbs2 -Hrs *
+             #la * #c' * #d' * #lb * #lc * * * 
+             #Hcd #H1 #H2 #Houtc %2
+             @(ex_intro … (〈b,false〉::la)) @(ex_intro … c') @(ex_intro … d') 
+             @(ex_intro … lb) @(ex_intro … lc) %
+              [%[%[@Hcd | >H1 %] |>(\P eqbb0) >Hba2 >H2 %]
+              |>Houtc @eq_f3 
+                [>(\P eqbb0) >reverse_append >reverse_cons 
+                 >reverse_cons >associative_append >associative_append
+                 >associative_append >associative_append %
+                |%
+                |%
                 ]
-            | generalize in match Hlen; >Hbs >Hb0s
-              normalize #Hlen destruct (Hlen) @e0
-            | #c0 #Hc0 @Hbs1 >Hbs @memb_cons // 
-            | #c0 #Hc0 @Hb0s1 >Hb0s @memb_cons // 
-            | #c0 #Hc0 @Hbs2 >Hbs @memb_cons // 
-            | #c0 #Hc0 @Hb0s2 >Hb0s @memb_cons // 
-            | #c0 #Hc0 cases (memb_append … Hc0) 
-              [ @Hl1 | #Hc0' >(memb_single … Hc0') % ]
-            | %
-            | >associative_append >associative_append % ]
-         | * #Hneq #Htapeb %2
-            @(ex_intro … []) @(ex_intro … b) @(ex_intro … b0)
-            @(ex_intro … bs) @(ex_intro … b0s) %
-           [ % // % // @sym_not_eq // 
-           | >Hbs >Hb0s >Hc >Hd >reverse_cons >associative_append
-             >reverse_append in Htapeb; >reverse_cons
-             >associative_append >associative_append
-             #Htapeb <Htapeb
-             cases (IH … Htapeb) -Htapeb -IH * #_ #IH #_ @(IH ? (refl ??))
-           ]
-         | #c1 #Hc1 cases (memb_append … Hc1) #Hyp
-           [ @Hbs2 >Hbs @memb_cons @Hyp
-           | cases (orb_true_l … Hyp)
-             [ #Hyp2 >(\P Hyp2) %
-             | @Hl1
-             ]
-           ]
-         ]
-]]]]]
-qed.       
+              ]
+            ]
+          ]
+        ]
+      ]
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+              
+lemma WF_cst_niltape:
+  WF ? (inv ? R_comp_step_true) (niltape (FinProd FSUnialpha FinBool)).
+@wf #t1 whd in ⊢ (%→?); * #ls * #c * #rs * #H destruct 
+qed.
+
+lemma WF_cst_rightof:
+  ∀a,ls. WF ? (inv ? R_comp_step_true) (rightof (FinProd FSUnialpha FinBool) a ls).
+#a #ls @wf #t1 whd in ⊢ (%→?); * #ls * #c * #rs * #H destruct 
+qed.
+
+lemma WF_cst_leftof:
+  ∀a,ls. WF ? (inv ? R_comp_step_true) (leftof (FinProd FSUnialpha FinBool) a ls).
+#a #ls @wf #t1 whd in ⊢ (%→?); * #ls * #c * #rs * #H destruct 
+qed.
+
+lemma WF_cst_midtape_false:
+  ∀ls,c,rs. WF ? (inv ? R_comp_step_true) 
+    (midtape (FinProd … FSUnialpha FinBool) ls 〈c,false〉 rs).
+#ls #c #rs @wf #t1 whd in ⊢ (%→?); * #ls' * #c' * #rs' * #H destruct 
+qed.
+
+(* da spostare *)
+lemma not_nil_to_exists:∀A.∀l: list A. l ≠ [ ] →
+ ∃a,tl. a::tl = l.
+ #A * [* #H @False_ind @H // | #a #tl #_ @(ex_intro … a) @(ex_intro … tl) //]
+ qed.
+
+lemma terminate_compare: 
+  ∀t. Terminate ? compare t.
+#t @(terminate_while … sem_comp_step) [%]
+cases t // #ls * #c * // 
+#rs 
+(* we cannot proceed by structural induction on the right tape, 
+   since compare moves the marks! *)
+cut (∃len. |rs| = len) [/2/] 
+* #len lapply rs lapply c lapply ls -ls -c -rs elim len
+  [#ls #c #rs #Hlen >(lenght_to_nil … Hlen) @wf #t1 whd in ⊢ (%→?); * #ls0 * #c0 * #rs0 * #Hmid destruct (Hmid)
+   * * #H1 #H2 #_ cases (true_or_false (bit_or_null c0)) #Hc0
+    [>(H2 Hc0 … (refl …)) // #x whd in ⊢ ((??%?)→?); #Hdes destruct  
+    |>(H1 Hc0) //
+    ]
+  |-len #len #Hind #ls #c #rs #Hlen @wf #t1 whd in ⊢ (%→?); * #ls0 * #c0 * #rs0 * #Hmid destruct (Hmid) 
+   * * #H1 #H2 #H3 cases (true_or_false (bit_or_null c0)) #Hc0
+    [-H1 cases (split_on_spec_ex ? rs0 (is_marked ?)) #rs1 * #rs2
+     cases rs2
+      [(* no marks in right tape *)
+       * * >append_nil #H >H -H #Hmarks #_
+       cases (not_nil_to_exists ? (reverse (FSUnialpha×bool) (〈c0,true〉::rs0)) ?)
+        [2: % >reverse_cons #H cases (nil_to_nil  … H) #_ #H1 destruct]
+       #a0 * #tl #H4 >(H2 Hc0 Hmarks a0 tl H4) // 
+      |(* the first marked element is a0 *)
+       * #a0 #a0b #rs3 * * #H4 #H5 #H6 lapply (H3 ? a0 rs3 … Hc0 H5 ?)
+        [<H4 @eq_f @eq_f2 [@eq_f @(H6 〈a0,a0b〉 … (refl …)) | %]
+        |cases (true_or_false (c0==a0)) #eqc0a0 (* comparing a0 with c0 *)
+          [* * (* we check if we have elements at the right of a0 *) 
+            lapply H4 -H4 cases rs3
+            [#_ #Ht1 #_ #_ >(Ht1 (\P eqc0a0) (refl …)) //
+            |(* a1 will be marked *)
+             cases (not_nil_to_exists ? (rs1@[〈a0,false〉]) ?)
+               [2: % #H cases (nil_to_nil  … H) #_ #H1 destruct]
+             * #a2 #a2b * #tl2 #H7 * #a1 #a1b #rs4 #H4 #_ #Ht1 #_ 
+             cut (a2b =false) 
+               [lapply (memb_hd ? 〈a2,a2b〉 tl2) >H7 #mema2
+                cases (memb_append … mema2)
+                 [@H5 |#H lapply(memb_single … H) #H2 destruct %]
+               ] 
+             #Ha2b >Ha2b in H7; #H7   
+             >(Ht1 (\P eqc0a0) … H7 (refl …)) @Hind -Hind -Ht1 -Ha2b -H2 -H3 -H5 -H6
+             <H4 in Hlen; >length_append normalize <plus_n_Sm #Hlen1
+             >length_append normalize <(injective_S … Hlen1) @eq_f2 //
+             cut (|〈a2,false〉::tl2|=|rs1@[〈a0,false〉]|) [>H7 %] 
+             >length_append normalize <plus_n_Sm <plus_n_O // 
+            ]
+          |(* c0 =/= a0 *) * * #_ #_ #Ht1 >(Ht1 (\Pf eqc0a0)) //
+          ]   
+        ]
+      ]
+    |>(H1 Hc0) //
+    ]
+qed.
+
+lemma sem_compare : Realize ? compare R_compare.
+/2/ qed.
 
-axiom sem_compare : Realize ? compare R_compare.
\ No newline at end of file
+(* new *)
+definition R_compare_new :=
+  λt1,t2.
+  ∀ls,c,rs.t1 = midtape (FinProd … FSUnialpha FinBool) ls c rs → 
+  (∀c'.bit_or_null c' = false → c = 〈c',true〉 → t2 = midtape ? ls 〈c',false〉 rs) ∧
+  (∀c'. c = 〈c',false〉 → t2 = t1) ∧
+(* forse manca il caso no marks in rs *)
+  ∀b,b0,bs,b0s,comma,l1,l2.
+  |bs| = |b0s| → 
+  (∀c.memb (FinProd … FSUnialpha FinBool) c bs = true → bit_or_null (\fst c) = true) → 
+  (∀c.memb ? c bs = true → is_marked ? c = false) → 
+  (∀c.memb ? c b0s = true → is_marked ? c = false) → 
+  (∀c.memb ? c l1 = true → is_marked ? c = false) → 
+  c = 〈b,true〉 → bit_or_null b = true → 
+  rs = bs@〈grid,false〉::l1@〈b0,true〉::b0s@〈comma,false〉::l2 → 
+  (〈b,true〉::bs = 〈b0,true〉::b0s ∧
+   t2 = midtape ? (reverse ? bs@〈b,false〉::ls)
+          〈grid,false〉 (l1@〈b0,false〉::b0s@〈comma,true〉::l2)) ∨
+  (∃la,c',d',lb,lc.c' ≠ d' ∧
+    〈b,false〉::bs = la@〈c',false〉::lb ∧
+    〈b0,false〉::b0s = la@〈d',false〉::lc ∧
+    t2 = midtape (FinProd … FSUnialpha FinBool) (reverse ? la@
+                    reverse ? l1@
+                    〈grid,false〉::
+                    reverse ? lb@
+                    〈c',true〉::
+                    reverse ? la@ls)
+                    〈d',false〉 (lc@〈comma,false〉::l2)).
+                    
+lemma wsem_compare_new : WRealize ? compare R_compare_new.
+#t #i #outc #Hloop
+lapply (sem_while ?????? sem_comp_step t i outc Hloop) [%]
+-Hloop * #t1 * #Hstar @(star_ind_l ??????? Hstar)
+[ #tapea whd in ⊢ (%→?); #Rfalse #ls #c #rs #Htapea %
+  [ %
+    [ #c' #Hc' #Hc lapply (Rfalse … Htapea) -Rfalse * >Hc
+      whd in ⊢ (??%?→?); #Hfalse destruct (Hfalse)
+    | #c' #Hc lapply (Rfalse … Htapea) -Rfalse * #_
+      #Htrue @Htrue ]
+  | #b #b0 #bs #b0s #l1 #l2 #Hlen #Hbs1 #Hb0s1 #Hbs2 #Hb0s2 #Hl1 #Hc
+    cases (Rfalse … Htapea) -Rfalse >Hc whd in ⊢ (??%?→?);#Hfalse destruct (Hfalse)
+  ]
+| #tapea #tapeb #tapec #Hleft #Hright #IH #Htapec lapply (IH Htapec) -Htapec -IH #IH
+  whd in Hleft; #ls #c #rs #Htapea cases Hleft -Hleft
+  #ls0 * #c' * #rs0 * >Htapea #Hdes destruct (Hdes) * * 
+  cases (true_or_false (bit_or_null c')) #Hc'
+  [2: #Htapeb lapply (Htapeb Hc') -Htapeb #Htapeb #_ #_ %
+    [%[#c1 #Hc1 #Heqc destruct (Heqc) 
+       cases (IH … Htapeb) * #_ #H #_ <Htapeb @(H … (refl…)) 
+      |#c1 #Heqc destruct (Heqc) 
+      ]
+    |#b #b0 #bs #b0s #comma #l1 #l2 #_ #_ #_ #_ #_
+     #Heq destruct (Heq) >Hc' #Hfalse @False_ind destruct (Hfalse)
+    ]
+  |#_ (* no marks in rs ??? *) #_ #Hleft %
+    [ %
+      [ #c'' #Hc'' #Heq destruct (Heq) >Hc'' in Hc'; #H destruct (H) 
+      | #c0 #Hfalse destruct (Hfalse)
+      ]
+    |#b #b0 #bs #b0s #comma #l1 #l2 #Hlen #Hbs1 #Hbs2 #Hb0s2 #Hl1
+     #Heq destruct (Heq) #_ >append_cons; <associative_append #Hrs
+     cases (Hleft …  Hc' … Hrs) -Hleft
+      [2: #c1 #memc1 cases (memb_append … memc1) -memc1 #memc1
+        [cases (memb_append … memc1) -memc1 #memc1
+          [@Hbs2 @memc1 |>(memb_single … memc1) %]
+        |@Hl1 @memc1
+        ]
+      |* (* manca il caso in cui dopo una parte uguale il 
+            secondo nastro finisca ... ???? *)
+       #_ cases (true_or_false (b==b0)) #eqbb0
+        [2: #_ #Htapeb %2 lapply (Htapeb … (\Pf eqbb0)) -Htapeb #Htapeb
+         cases (IH … Htapeb) * #_ #Hout #_
+         @(ex_intro … []) @(ex_intro … b) @(ex_intro … b0) 
+         @(ex_intro … bs) @(ex_intro … b0s) %
+          [%[%[@(\Pf eqbb0) | %] | %] 
+          |>(Hout … (refl …)) -Hout >Htapeb @eq_f3 [2,3:%]
+           >reverse_append >reverse_append >associative_append 
+           >associative_append %  
+          ]
+        |lapply Hbs1 lapply Hbs2 lapply Hb0s2 lapply Hrs 
+         -Hbs1 -Hbs2 -Hb0s2 -Hrs 
+         @(list_cases2 … Hlen)
+          [#Hrs #_ #_ #_ >associative_append >associative_append #Htapeb #_
+           lapply (Htapeb … (\P eqbb0) … (refl …) (refl …)) -Htapeb #Htapeb
+           cases (IH … Htapeb) -IH * #Hout #_ #_ %1 %
+            [>(\P eqbb0) % 
+            |>(Hout grid (refl …) (refl …)) @eq_f 
+             normalize >associative_append %
+            ]
+          |* #a1 #ba1 * #a2 #ba2 #tl1 #tl2 #HlenS #Hrs #Hb0s2 #Hbs2 #Hbs1 
+           cut (ba1 = false) [@(Hbs2 〈a1,ba1〉) @memb_hd] #Hba1 >Hba1
+           >associative_append >associative_append #Htapeb #_
+           lapply (Htapeb … (\P eqbb0) … (refl …) (refl …)) -Htapeb #Htapeb
+           cases (IH … Htapeb) -IH * #_ #_
+           cut (ba2=false) [@(Hb0s2 〈a2,ba2〉) @memb_hd] #Hba2 >Hba2  
+           #IH cases(IH a1 a2 ??? (l1@[〈b0,false〉]) l2 HlenS ???? (refl …) ??)
+            [4:#x #memx @Hbs1 @memb_cons @memx
+            |5:#x #memx @Hbs2 @memb_cons @memx
+            |6:#x #memx @Hb0s2 @memb_cons @memx
+            |7:#x #memx cases (memb_append …memx) -memx #memx
+              [@Hl1 @memx | >(memb_single … memx) %]
+            |8:@(Hbs1 〈a1,ba1〉) @memb_hd
+            |9: >associative_append >associative_append %
+            |-IH -Hbs1 -Hbs2 -Hrs *
+             #Ha1a2 #Houtc %1 %
+              [>(\P eqbb0) @eq_f destruct (Ha1a2) %
+              |>Houtc @eq_f3 
+                [>reverse_cons >associative_append %
+                |%
+                |>associative_append % 
+                ]
+              ]
+            |-IH -Hbs1 -Hbs2 -Hrs *
+             #la * #c' * #d' * #lb * #lc * * * 
+             #Hcd #H1 #H2 #Houtc %2
+             @(ex_intro … (〈b,false〉::la)) @(ex_intro … c') @(ex_intro … d') 
+             @(ex_intro … lb) @(ex_intro … lc) %
+              [%[%[@Hcd | >H1 %] |>(\P eqbb0) >Hba2 >H2 %]
+              |>Houtc @eq_f3 
+                [>(\P eqbb0) >reverse_append >reverse_cons 
+                 >reverse_cons >associative_append >associative_append
+                 >associative_append >associative_append %
+                |%
+                |%
+                ]
+              ]
+            ]
+          ]
+        ]
+      ]
+    ]
+  ]
+]
+qed.
\ No newline at end of file