]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/commitdiff
Modifications and refactoring
authorAndrea Asperti <andrea.asperti@unibo.it>
Fri, 8 Jun 2012 09:52:38 +0000 (09:52 +0000)
committerAndrea Asperti <andrea.asperti@unibo.it>
Fri, 8 Jun 2012 09:52:38 +0000 (09:52 +0000)
matita/matita/lib/turing/basic_machines.ma
matita/matita/lib/turing/universal/alphabet.ma
matita/matita/lib/turing/universal/marks.ma
matita/matita/lib/turing/universal/move_char_c.ma [deleted file]
matita/matita/lib/turing/universal/move_char_l.ma [deleted file]
matita/matita/lib/turing/universal/normalTM.ma [new file with mode: 0644]
matita/matita/lib/turing/universal/trans_step.ma [deleted file]
matita/matita/lib/turing/universal/tuples.ma

index 796992e22efd37257685b08b780830da63cc4f18..eed6ad1f670c51a1d9bfecc732477e2e95753206 100644 (file)
@@ -199,7 +199,7 @@ definition swap ≝
  mk_TM alpha (swap_states alpha)
  (λp.let 〈q,a〉 ≝ p in
   let 〈q',b〉 ≝ q in
-  let q' ≝ pi1 nat (λi.i<4) q' in (* perche' devo passare il predicato ??? *)
+  let q' ≝ pi1 nat (λi.i<4) q' in
   match a with 
   [ None ⇒ 〈〈swap3,foo〉,None ?〉 (* if tape is empty then stop *)
   | Some a' ⇒ 
index bf2484f29fadf94ae268dc9a7dad93ec54bfafac..4d87907d23130f1a6937a99ccd0d3df371bc9b31 100644 (file)
@@ -52,6 +52,7 @@ definition FSUnialpha ≝
   mk_FinSet DeqUnialpha [bit true;bit false;null;comma;bar;grid] 
   unialpha_unique unialpha_complete.
 
+(*************************** testing characters *******************************)
 definition is_bit ≝ λc.match c with [ bit _ ⇒ true | _ ⇒ false ].
 
 definition is_null ≝ λc.match c with [ null ⇒ true | _ ⇒ false ].
@@ -63,3 +64,42 @@ definition is_bar ≝ λc.match c with [ bar ⇒ true | _ ⇒ false ].
 definition is_comma ≝ λc.match c with [ comma ⇒ true | _ ⇒ false ].
 
 definition bit_or_null ≝ λc.is_bit c ∨ is_null c.
+
+lemma bit_not_grid: ∀d. is_bit d = true → is_grid d = false.
+* // normalize #H destruct
+qed.
+
+lemma bit_or_null_not_grid: ∀d. bit_or_null d = true → is_grid d = false.
+* // normalize #H destruct
+qed.
+
+lemma bit_not_bar: ∀d. is_bit d = true → is_bar d = false.
+* // normalize #H destruct
+qed.
+
+lemma bit_or_null_not_bar: ∀d. bit_or_null d = true → is_bar d = false.
+* // normalize #H destruct
+qed.
+(**************************** testing strings *********************************)
+definition is_marked ≝ λalpha.λp:FinProd … alpha FinBool.
+  let 〈x,b〉 ≝ p in b.
+
+definition STape ≝ FinProd … FSUnialpha FinBool.
+
+definition only_bits ≝ λl.
+  ∀c.memb STape c l = true → is_bit (\fst c) = true.
+
+definition only_bits_or_nulls ≝ λl.
+  ∀c.memb STape c l = true → bit_or_null (\fst c) = true.
+  
+definition no_grids ≝ λl.
+  ∀c.memb STape c l = true → is_grid (\fst c) = false.
+
+definition no_bars ≝ λl.
+  ∀c.memb STape c l = true → is_bar (\fst c) = false.
+
+definition no_marks ≝ λl.
+  ∀c.memb STape c l = true → is_marked ? c = false.
+
+definition bar_or_grid ≝ λc:STape.is_bar (\fst c) ∨ is_grid (\fst c).
+
index 13e85c56d0a311792630b16808906a3d62d948c0..829f56dc57ea7c1a2f80eef71df3a2d60a399ce4 100644 (file)
@@ -443,10 +443,6 @@ qed.
         ^
 *)
 
-definition is_marked ≝ 
-  λalpha.λp:FinProd … alpha FinBool.
-  let 〈x,b〉 ≝ p in b.
-
 definition adv_both_marks ≝ 
   λalpha.seq ? (adv_mark_r alpha)
     (seq ? (move_l ?)
diff --git a/matita/matita/lib/turing/universal/move_char_c.ma b/matita/matita/lib/turing/universal/move_char_c.ma
deleted file mode 100644 (file)
index 6e601ad..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,158 +0,0 @@
-(*
-    ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic   
-    ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science 
-    ||T||  Department of the University of Bologna, Italy.           
-    ||I||                                                            
-    ||T||  
-    ||A||  
-    \   /  This file is distributed under the terms of the       
-     \ /   GNU General Public License Version 2   
-      V_____________________________________________________________*)
-
-
-(* MOVE_CHAR (variant c) MACHINE
-
-Sposta il carattere binario su cui si trova la testina appena prima del primo # alla sua destra.
-
-Input:
-(ls,cs,rs can be empty; # is a parameter)
-
-  ls x cs # rs
-       ^
-       H
-
-Output:
-  ls cs x # rs
-        ^
-        H
-
-Initial state = 〈0,#〉
-Final state = 〈4,#〉
-
-*)
-
-include "turing/basic_machines.ma".
-include "turing/if_machine.ma".
-
-definition mcc_step ≝ λalpha:FinSet.λsep:alpha.
-  ifTM alpha (test_char ? (λc.¬c==sep))
-     (single_finalTM … (seq … (swap_r alpha sep) (move_r ?))) (nop ?) tc_true.
-
-definition Rmcc_step_true ≝ 
-  λalpha,sep,t1,t2.
-   ∀a,b,ls,rs.  
-    t1 = midtape alpha (a::ls) b rs → 
-    b ≠ sep ∧
-    t2 = mk_tape alpha (a::b::ls) (option_hd ? rs) (tail ? rs).
-
-definition Rmcc_step_false ≝ 
-  λalpha,sep,t1,t2.
-    left ? t1 ≠ [] →  current alpha t1 ≠ None alpha → 
-      current alpha t1 = Some alpha sep ∧ t2 = t1.
-    
-lemma sem_mcc_step :
-  ∀alpha,sep.
-  mcc_step alpha sep ⊨ 
-    [inr … (inl … (inr … start_nop)): Rmcc_step_true alpha sep, Rmcc_step_false alpha sep].  
-#alpha #sep 
-  @(acc_sem_if_app … 
-     (sem_test_char …) (sem_seq …(sem_swap_r …) (sem_move_r …)) (sem_nop …))
-  [#intape #outtape #tapea whd in ⊢ (%→%→%);
-   #Htapea * #tapeb * whd in ⊢ (%→%→?);
-   #Htapeb #Houttape #a #b #ls #rs #Hintape
-   >Hintape in Htapea; #Htapea cases (Htapea ? (refl …)) -Htapea
-   #Hbsep #Htapea % [@(\Pf (injective_notb ? false Hbsep))]
-   @Houttape @Htapeb //
-  |#intape #outtape #tapea whd in ⊢ (%→%→%);
-   cases (current alpha intape) 
-    [#_ #_ #_ * #Hfalse @False_ind @Hfalse %
-    |#c #H #Htapea #_ #_ cases (H c (refl …)) #csep #Hintape % //
-     lapply (injective_notb ? true csep) -csep #csep >(\P csep) //
-    ]
-  ]
-qed.
-
-(* the move_char (variant c) machine *)
-definition move_char_c ≝ 
-  λalpha,sep.whileTM alpha (mcc_step alpha sep) (inr … (inl … (inr … start_nop))).
-
-definition R_move_char_c ≝ 
-  λalpha,sep,t1,t2.
-    ∀b,a,ls,rs. t1 = midtape alpha (a::ls) b rs → 
-    (b = sep → t2 = t1) ∧
-    (∀rs1,rs2.rs = rs1@sep::rs2 → 
-     b ≠ sep → memb ? sep rs1 = false → 
-     t2 = midtape alpha (a::reverse ? rs1@b::ls) sep rs2).
-    
-lemma sem_move_char_c :
-  ∀alpha,sep.
-  WRealize alpha (move_char_c alpha sep) (R_move_char_c alpha sep).
-#alpha #sep #inc #i #outc #Hloop
-lapply (sem_while … (sem_mcc_step alpha sep) inc i outc Hloop) [%]
--Hloop * #t1 * #Hstar @(star_ind_l ??????? Hstar)
-[ #tapea whd in ⊢ (% → ?); #H1 #b #a #ls #rs #Htapea
-  %
-  [ #Hb >Htapea in H1; >Hb #H1 cases (H1 ??)
-    [#_ #H2 >H2 % |*: % #H2 normalize in H2; destruct (H2)]
-  | #rs1 #rs2 #Hrs #Hb #Hrs1 
-    >Htapea in H1; #H1 cases (H1 ??)
-    [#Hfalse @False_ind @(absurd ?? Hb) normalize in Hfalse; destruct %
-    |*:% #H2 normalize in H2; destruct (H2) ]
-  ]
-| #tapea #tapeb #tapec #Hstar1 #HRtrue #IH #HRfalse
-  lapply (IH HRfalse) -IH whd in ⊢ (%→%); #IH
-  #a0 #b0 #ls #rs #Htapea cases (Hstar1 … Htapea)
-  #Ha0 #Htapeb %
-  [ #Hfalse @False_ind @(absurd ?? Ha0) //
-  | *
-    [ #rs2 whd in ⊢ (???%→?); #Hrs #_ #_ (* normalize *)
-      >Hrs in Htapeb; #Htapeb normalize in Htapeb;
-      cases (IH … Htapeb) #Houtc #_ >Houtc normalize // 
-    | #r0 #rs0 #rs2 #Hrs #_ #Hrs0
-      cut (r0 ≠ sep ∧ memb … sep rs0 = false)
-      [ %
-         [ % #Hr0 >Hr0 in Hrs0; >memb_hd #Hfalse destruct
-         | whd in Hrs0:(??%?); cases (sep==r0) in Hrs0; normalize #Hfalse
-           [ destruct
-           | @Hfalse ]
-         ]
-      ] *
-      #Hr0 -Hrs0 #Hrs0 >Hrs in Htapeb;
-      normalize in ⊢ (%→?); #Htapeb
-      cases (IH … Htapeb) -IH #_ #IH 
-      >reverse_cons >associative_append @IH //
-    ]
-  ]
-qed.
-
-lemma terminate_move_char_c :
-  ∀alpha,sep.∀t,b,a,ls,rs. t = midtape alpha (a::ls) b rs →  
-  (b = sep ∨ memb ? sep rs = true) → Terminate alpha (move_char_c alpha sep) t.
-#alpha #sep #t #b #a #ls #rs #Ht #Hsep
-@(terminate_while … (sem_mcc_step alpha sep))
-  [%
-  |generalize in match Hsep; -Hsep
-   generalize in match Ht; -Ht
-   generalize in match ls; -ls
-   generalize in match a; -a
-   generalize in match b; -b
-   generalize in match t; -t
-   elim rs 
-    [#t #b #a #ls #Ht #Hsep % #tinit 
-     whd in ⊢ (%→?); #H @False_ind
-     cases (H … Ht) #Hb #_ cases Hb #eqb @eqb 
-     cases Hsep // whd in ⊢ ((??%?)→?); #abs destruct
-    |#r0 #rs0 #Hind #t #b #a #ls #Ht #Hsep % #tinit
-     whd in ⊢ (%→?); #H 
-     cases (H … Ht) #Hbsep #Htinit
-     @(Hind … Htinit) cases Hsep 
-      [#Hb @False_ind /2/ | #Hmemb cases (orb_true_l … Hmemb)
-        [#eqsep %1 >(\P eqsep) // | #H %2 //]
-  ]
-qed.
-
-(* NO GOOD: we must stop if current = None too!!! *)
-
-axiom ssem_move_char_c :
-  ∀alpha,sep.
-  Realize alpha (move_char_c alpha sep) (R_move_char_c alpha sep).
diff --git a/matita/matita/lib/turing/universal/move_char_l.ma b/matita/matita/lib/turing/universal/move_char_l.ma
deleted file mode 100644 (file)
index bed0ba5..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,166 +0,0 @@
-(*
-    ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic   
-    ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science 
-    ||T||  Department of the University of Bologna, Italy.           
-    ||I||                                                            
-    ||T||  
-    ||A||  
-    \   /  This file is distributed under the terms of the       
-     \ /   GNU General Public License Version 2   
-      V_____________________________________________________________*)
-
-
-(* MOVE_CHAR (left) MACHINE
-
-Sposta il carattere binario su cui si trova la testina appena prima del primo # 
-alla sua sinistra.
-
-Input:
-(ls,cs,rs can be empty; # is a parameter)
-
-  ls # cs x rs
-        ^
-        H
-
-Output:
-  ls # x cs rs
-       ^
-       H
-
-Initial state = 〈0,#〉
-Final state = 〈4,#〉
-
-*)
-
-include "turing/basic_machines.ma".
-include "turing/if_machine.ma".
-
-definition mcl_step ≝ λalpha:FinSet.λsep:alpha.
-  ifTM alpha (test_char ? (λc.¬c==sep))
-     (single_finalTM … (seq … (swap alpha sep) (move_l ?))) (nop ?) tc_true.
-     
-definition Rmcl_step_true ≝ 
-  λalpha,sep,t1,t2.
-   ∀a,b,ls,rs.  
-    t1 = midtape alpha ls b (a::rs) → 
-    b ≠ sep ∧
-    t2 = mk_tape alpha (tail ? ls) (option_hd ? ls) (a::b::rs).
-
-definition Rmcl_step_false ≝ 
-  λalpha,sep,t1,t2.
-    right ? t1 ≠ [] →  current alpha t1 ≠ None alpha → 
-      current alpha t1 = Some alpha sep ∧ t2 = t1.
-
-lemma sem_mcl_step :
-  ∀alpha,sep.
-  mcl_step alpha sep ⊨ 
-    [inr … (inl … (inr … start_nop)): Rmcl_step_true alpha sep, Rmcl_step_false alpha sep].
-#alpha #sep 
-  @(acc_sem_if_app … 
-     (sem_test_char …) (sem_seq …(sem_swap …) (sem_move_l …)) (sem_nop …))
-  [#intape #outtape #tapea whd in ⊢ (%→%→%);
-   #Htapea * #tapeb * whd in ⊢ (%→%→?);
-   #Htapeb #Houttape #a #b #ls #rs #Hintape
-   >Hintape in Htapea; #Htapea cases (Htapea ? (refl …)) -Htapea
-   #Hbsep #Htapea % [@(\Pf (injective_notb ? false Hbsep))]
-   @Houttape @Htapeb //
-  |#intape #outtape #tapea whd in ⊢ (%→%→%);
-   cases (current alpha intape) 
-    [#_ #_ #_ * #Hfalse @False_ind @Hfalse %
-    |#c #H #Htapea #_ #_ cases (H c (refl …)) #csep #Hintape % //
-     lapply (injective_notb ? true csep) -csep #csep >(\P csep) //
-    ]
-  ]
-qed.
-    
-(* the move_char (variant left) machine *)
-definition move_char_l ≝ 
-  λalpha,sep.whileTM alpha (mcl_step alpha sep) (inr … (inl … (inr … start_nop))).
-
-definition R_move_char_l ≝ 
-  λalpha,sep,t1,t2.
-    ∀b,a,ls,rs. t1 = midtape alpha ls b (a::rs) → 
-    (b = sep → t2 = t1) ∧
-    (∀ls1,ls2.ls = ls1@sep::ls2 → 
-     b ≠ sep → memb ? sep ls1 = false → 
-     t2 = midtape alpha ls2 sep (a::reverse ? ls1@b::rs)).
-    
-lemma sem_move_char_l :
-  ∀alpha,sep.
-  WRealize alpha (move_char_l alpha sep) (R_move_char_l alpha sep).
-#alpha #sep #inc #i #outc #Hloop
-lapply (sem_while … (sem_mcl_step alpha sep) inc i outc Hloop) [%]
--Hloop * #t1 * #Hstar @(star_ind_l ??????? Hstar)
-[ #tapea whd in ⊢ (% → ?); #H1 #b #a #ls #rs #Htapea
-  %
-  [ #Hb >Htapea in H1; >Hb #H1 cases (H1 ??)
-   [#_ #H2 >H2 % |*: % #H2 normalize in H2; destruct (H2) ]
-  | #rs1 #rs2 #Hrs #Hb #Hrs1 
-    >Htapea in H1; (* normalize in ⊢ (% → ?); *) #H1 cases (H1 ??)
-    [ #Hfalse normalize in Hfalse; @False_ind @(absurd ?? Hb) destruct %
-    |*:% normalize #H2 destruct (H2) ]
-  ]
-| #tapea #tapeb #tapec #Hstar1 #HRtrue #IH #HRfalse
-  lapply (IH HRfalse) -IH whd in ⊢ (%→%); #IH
-  #a0 #b0 #ls #rs #Htapea cases (Hstar1 … Htapea)
-  #Ha0 #Htapeb %
-  [ #Hfalse @False_ind @(absurd ?? Ha0) //
-  | *
-    [ #ls2 whd in ⊢ (???%→?); #Hls #_ #_
-      >Hls in Htapeb; #Htapeb normalize in Htapeb;
-      cases (IH … Htapeb) #Houtc #_ >Houtc normalize // 
-    | #l0 #ls0 #ls2 #Hls #_ #Hls0
-      cut (l0 ≠ sep ∧ memb … sep ls0 = false)
-      [ %
-         [ % #Hl0 >Hl0 in Hls0; >memb_hd #Hfalse destruct
-         | whd in Hls0:(??%?); cases (sep==l0) in Hls0; normalize #Hfalse
-           [ destruct
-           | @Hfalse ]
-         ]
-      ] *
-      #Hl0 -Hls0 #Hls0 >Hls in Htapeb;
-      normalize in ⊢ (%→?); #Htapeb
-      cases (IH … Htapeb) -IH #_ #IH 
-      >reverse_cons >associative_append @IH //
-    ]
-  ]
-qed.
-
-lemma terminate_move_char_l :
-  ∀alpha,sep.∀t,b,a,ls,rs. t = midtape alpha ls b (a::rs) → 
-  (b = sep ∨ memb ? sep ls = true) → Terminate alpha (move_char_l alpha sep) t.
-#alpha #sep #t #b #a #ls #rs #Ht #Hsep
-@(terminate_while … (sem_mcl_step alpha sep))
-  [%
-  |generalize in match Hsep; -Hsep
-   generalize in match Ht; -Ht
-   generalize in match rs; -rs
-   generalize in match a; -a
-   generalize in match b; -b
-   generalize in match t; -t
-   elim ls 
-    [#t #b #a #rs #Ht #Hsep % #tinit 
-     whd in ⊢ (%→?); #H @False_ind
-     cases (H … Ht) #Hb #_ cases Hb #eqb @eqb 
-     cases Hsep // whd in ⊢ ((??%?)→?); #abs destruct
-    |#l0 #ls0 #Hind #t #b #a #rs #Ht #Hsep % #tinit
-     whd in ⊢ (%→?); #H 
-     cases (H … Ht) #Hbsep #Htinit
-     @(Hind … Htinit) cases Hsep 
-      [#Hb @False_ind /2/ | #Hmemb cases (orb_true_l … Hmemb)
-        [#eqsep %1 >(\P eqsep) // | #H %2 //]
-  ]
-qed.
-
-(* NO GOOD: we must stop if current = None too!!! 
-lemma ssem_move_char_l :
-  ∀alpha,sep.
-  Realize alpha (move_char_l alpha sep) (R_move_char_l alpha sep).
-#alpha #sep *
-[ %{5} % [| % [whd in ⊢ (??%?);
- @WRealize_to_Realize // @terminate_move_char_l
-*)
-
-axiom ssem_move_char_l :
-  ∀alpha,sep.
-  Realize alpha (move_char_l alpha sep) (R_move_char_l alpha sep).
diff --git a/matita/matita/lib/turing/universal/normalTM.ma b/matita/matita/lib/turing/universal/normalTM.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..686b910
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,319 @@
+(*
+    ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic   
+    ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science 
+    ||T||  Department of the University of Bologna, Italy.           
+    ||I||                                                            
+    ||T||  
+    ||A||  
+    \   /  This file is distributed under the terms of the       
+     \ /   GNU General Public License Version 2   
+      V_____________________________________________________________*)
+
+include "turing/universal/alphabet.ma".
+include "turing/mono.ma".
+
+(************************* turning DeqMove into a DeqSet **********************)
+definition move_eq ≝ λm1,m2:move.
+  match m1 with
+  [R ⇒ match m2 with [R ⇒ true | _ ⇒ false]
+  |L ⇒ match m2 with [L ⇒ true | _ ⇒ false]
+  |N ⇒ match m2 with [N ⇒ true | _ ⇒ false]].
+
+lemma move_eq_true:∀m1,m2.
+  move_eq m1 m2 = true ↔ m1 = m2.
+*
+  [* normalize [% #_ % |2,3: % #H destruct ]
+  |* normalize [1,3: % #H destruct |% #_ % ]
+  |* normalize [1,2: % #H destruct |% #_ % ]
+qed.
+
+definition DeqMove ≝ mk_DeqSet move move_eq move_eq_true.
+
+unification hint 0 ≔ ;
+    X ≟ DeqMove
+(* ---------------------------------------- *) ⊢ 
+    move ≡ carr X.
+
+unification hint  0 ≔ m1,m2; 
+    X ≟ DeqMove
+(* ---------------------------------------- *) ⊢ 
+    move_eq m1 m2 ≡ eqb X m1 m2.
+
+
+(************************ turning DeqMove into a FinSet ***********************)
+definition move_enum ≝ [L;R;N].
+
+lemma move_enum_unique: uniqueb ? [L;R;N] = true.
+// qed.
+
+lemma move_enum_complete: ∀x:move. memb ? x [L;R;N] = true.
+* // qed.
+
+definition FinMove ≝ 
+  mk_FinSet DeqMove [L;R;N] move_enum_unique move_enum_complete.
+
+unification hint  0 ≔ ; 
+    X ≟ FinMove
+(* ---------------------------------------- *) ⊢ 
+    move ≡ FinSetcarr X.
+
+(*************************** normal Turing Machines ***************************)
+
+(* A normal turing machine is just an ordinary machine where:
+  1. the tape alphabet is bool
+  2. the finite state are supposed to be an initial segment of the natural 
+     numbers. 
+  Formally, it is specified by a record with the number n of states, a proof
+  that n is positive, the transition function and the halting function.
+*)
+
+definition trans_source ≝ λn.FinProd (initN n) (FinOption FinBool).
+definition trans_target ≝ λn.FinProd (initN n) (FinOption (FinProd FinBool FinMove)).
+
+record normalTM : Type[0] ≝ 
+{ no_states : nat;
+  pos_no_states : (0 < no_states); 
+  ntrans : trans_source no_states → trans_target no_states;
+  nhalt : initN no_states → bool
+}.
+
+(* A normal machine is just a special case of Turing Machine. *)
+
+definition normalTM_to_TM ≝ λM:normalTM.
+  mk_TM FinBool (initN (no_states M)) 
+   (ntrans M) (mk_Sig ?? 0 (pos_no_states M)) (nhalt M).
+
+coercion normalTM_to_TM.
+
+definition nconfig ≝ λn. config FinBool (initN n).
+
+(******************************** tuples **************************************)
+
+(* By general results on FinSets we know that there is every function f between
+two finite sets A and B can be described by means of a finite graph of pairs
+〈a,f a〉. Hence, the transition function of a normal turing machine can be
+described by a finite set of tuples 〈i,c〉,〈j,action〉〉 of the following type:
+  (Nat_to n × (option FinBool)) × (Nat_to n × (option (FinBool × move))).  
+Unfortunately this description is not suitable for an Universal Machine, since
+such a machine must work with a fixed alphabet, while the size on n is unknown.
+Hence, we must pass from natural numbers to a representation for them on a 
+finitary, e.g. binary, alphabet. In general, we shall associate
+to a pair 〈〈i,c〉,〈j,action〉〉 a tuples with the following syntactical structure
+           |w_ix,w_jy,z
+where 
+1. "|" and "," are special characters used as delimiters;
+2. w_i and w_j are list of booleans representing the states $i$ and $j$; 
+3. x is special symbol null if C=None and is a if c=Some a
+4. y and z are both null if action = None, and are equal to b,m' if 
+   action = Some b,m; 
+5. finally, m' = 0 if m = L, m' = 1 if m=R and m' = null if m = N
+
+As a minor, additional complication, we shall suppose that every characters is
+decorated by an additonal bit, normally set to false, to be used as a marker.
+*)
+
+definition mk_tuple ≝ λqin,cin,qout,cout,mv.
+  〈bar,false〉::qin@cin::〈comma,false〉::qout@cout::〈comma,false〉::[mv].
+
+(* by definition, a tuple is not marked *)
+definition tuple_TM : nat → list STape → Prop ≝ 
+ λn,t.∃qin,cin,qout,cout,mv.
+ no_marks qin ∧ no_marks qout ∧
+ only_bits qin ∧ only_bits qout ∧ 
+ bit_or_null cin = true ∧ bit_or_null cout = true ∧ bit_or_null mv = true ∧
+ (cout = null → mv = null) ∧
+ |qin| = n ∧ |qout| = n ∧
+ t = mk_tuple qin 〈cin,false〉 qout 〈cout,false〉 〈mv,false〉.
+
+(***************************** state encoding *********************************)
+(* p < n is represented with a list of bits of lenght n with the p-th bit from 
+left set to 1. An additional intial bit is set to 1 if the state is final and
+to 0 otherwise. *)
+let rec to_bitlist n p: list bool ≝
+  match n with [ O ⇒ [ ] | S q ⇒ (eqb p q)::to_bitlist q p].
+  
+let rec from_bitlist l ≝
+  match l with 
+  [ nil ⇒ 0 (* assert false *)
+  | cons b tl ⇒ if b then |tl| else from_bitlist tl].
+
+lemma bitlist_length: ∀n,p.|to_bitlist n p| = n.
+#n elim n normalize // 
+qed.
+  
+lemma bitlist_inv1: ∀n,p.p<n → from_bitlist (to_bitlist n p) = p.
+#n elim n normalize -n
+  [#p #abs @False_ind /2/
+  |#n #Hind #p #lepn 
+   cases (le_to_or_lt_eq … (le_S_S_to_le … lepn))
+    [#ltpn lapply (lt_to_not_eq … ltpn) #Hpn
+     >(not_eq_to_eqb_false … Hpn) normalize @Hind @ltpn
+    |#Heq >(eq_to_eqb_true … Heq) normalize <Heq //
+    ]
+  ]
+qed.
+
+lemma bitlist_lt: ∀l. 0 < |l| → from_bitlist l < |l|.
+#l elim l normalize // #b #tl #Hind cases b normalize //
+#Htl cases (le_to_or_lt_eq … (le_S_S_to_le … Htl)) -Htl #Htl
+  [@le_S_S @lt_to_le @Hind //  
+  |cut (tl=[ ]) [/2 by append_l2_injective/] #eqtl >eqtl @le_n
+  ]
+qed.
+
+definition nat_of: ∀n. Nat_to n → nat.
+#n normalize * #p #_ @p
+qed. 
+
+definition bits_of_state ≝ λn.λh:Nat_to n → bool.λs:Nat_to n.
+  h s::(to_bitlist n (nat_of n s)).
+
+definition m_bits_of_state ≝ λn.λh.λp.
+  map ? (unialpha×bool) (λx.〈bit x,false〉) (bits_of_state n h p).
+  
+lemma no_marks_bits_of_state : ∀n,h,p. no_marks (m_bits_of_state n h p).
+#n #h #p #x whd in match (m_bits_of_state n h p);
+#H cases (orb_true_l … H) -H 
+  [#H >(\P H) %
+  |elim (to_bitlist n (nat_of n p))
+    [whd in ⊢ ((??%?)→?); #H destruct 
+    |#b #l #Hind #H cases (orb_true_l … H) -H #H
+      [>(\P H) % |@Hind @H]
+    ]
+  ]
+qed.
+
+lemma only_bits_bits_of_state : ∀n,h,p. only_bits (m_bits_of_state n h p).
+#n #h #p #x whd in match (m_bits_of_state n h p);
+#H cases (orb_true_l … H) -H 
+  [#H >(\P H) %
+  |elim (to_bitlist n (nat_of n p))
+    [whd in ⊢ ((??%?)→?); #H destruct 
+    |#b #l #Hind #H cases (orb_true_l … H) -H #H
+      [>(\P H) % |@Hind @H ]
+    ]
+  ]
+qed.
+
+(******************************** action encoding *****************************)
+definition low_action ≝ λaction. 
+  match action with 
+    [ None ⇒ 〈null,null〉
+    | Some act ⇒ let 〈na,m〉 ≝ act in 
+      match m with 
+      [ R ⇒ 〈bit na,bit true〉
+      | L ⇒ 〈bit na,bit false〉
+      | N ⇒ 〈bit na,null〉]
+    ].
+
+(******************************** tuple encoding ******************************)
+definition tuple_type ≝ λn.
+ (Nat_to n × (option FinBool)) × (Nat_to n × (option (FinBool × move))).  
+
+definition tuple_encoding ≝ λn.λh:Nat_to n→bool. 
+  λp:tuple_type n.
+  let 〈inp,outp〉 ≝ p in
+  let 〈q,a〉 ≝ inp in
+  let cin ≝ match a with [ None ⇒ null | Some b ⇒ bit b ] in
+  let 〈qn,action〉 ≝ outp in
+  let 〈cout,mv〉 ≝ low_action action in
+  let qin ≝ m_bits_of_state n h q in
+  let qout ≝ m_bits_of_state n h qn in
+  mk_tuple qin 〈cin,false〉 qout 〈cout,false〉 〈mv,false〉.
+
+(*
+definition WFTuple_conditions ≝ 
+ λn,qin,cin,qout,cout,mv.
+ no_marks qin ∧ no_marks qout ∧ (* queste fuori ? *)
+ only_bits qin ∧ only_bits qout ∧ 
+ bit_or_null cin = true ∧ bit_or_null cout = true ∧ bit_or_null mv = true ∧
+ (cout = null → mv = null) ∧
+ |qin| = n ∧ |qout| = n. *)
+
+lemma is_tuple: ∀n,h,p. tuple_TM (S n) (tuple_encoding n h p).
+#n #h * * #q #a * #qn #action
+@(ex_intro … (m_bits_of_state n h q))
+letin cin ≝ match a with [ None ⇒ null | Some b ⇒ bit b ]
+@(ex_intro … cin)
+@(ex_intro … (m_bits_of_state n h qn))
+letin cout ≝ 
+  match action with 
+  [ None ⇒ null | Some act ⇒ bit (\fst act)]
+@(ex_intro … cout)
+letin mv ≝ match action with 
+  [ None ⇒ null
+  | Some act ⇒ 
+      match \snd act with 
+      [ R ⇒ bit true | L ⇒ bit false | N ⇒ null]
+  ]
+@(ex_intro … mv)
+%[%[%[%[%[%[%[% /3/ 
+             |whd in match cin ; cases a //]
+           |whd in match cout; cases action //]
+         |whd in match mv; cases action // * #b #m cases m //]
+       |whd in match cout; whd in match mv; cases action
+         [// | #act whd in ⊢ ((??%?)→?); #Hfalse destruct ]]
+     |>length_map normalize @eq_f //]
+   |>length_map normalize @eq_f //]
+ |normalize cases a cases action normalize //
+   [* #c #m cases m % |* #c #m #c1 cases m %]
+ ]
+qed. 
+
+definition tuple_length ≝ λn.2*n+6.
+
+lemma length_of_tuple: ∀n,t. tuple_TM n t → 
+  |t| = tuple_length n.
+#n #t * #qin * #cin * #qout * #cout * #mv *** #_ #Hqin #Hqout #eqt >eqt 
+whd in match (mk_tuple ?????); normalize >length_append >Hqin -Hqin normalize 
+>length_append normalize >Hqout -Hqout //
+qed.
+
+definition tuples_list ≝ λn.λh.map … (λp.tuple_encoding n h p).
+
+(******************* general properties of encoding of tuples *****************)
+
+lemma no_grids_in_tuple : ∀n,l.tuple_TM n l → no_grids l.
+#n #l * #qin * #cin * #qout * #cout * #mv * * * * * * * * * *
+#_ #_ #Hqin #Hqout #Hcin #Hcout #Hmv #_ #_ #_ #Hl >Hl
+#c #Hc cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc
+[ >(\P Hc) %
+| cases (memb_append … Hc) -Hc #Hc
+[ @bit_not_grid @(Hqin … Hc)
+| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
+[ change with (c == 〈cin,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) @bit_or_null_not_grid //
+| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
+[ change with (c == 〈comma,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
+| cases (memb_append …Hc) -Hc #Hc
+[ @bit_not_grid @(Hqout … Hc)
+| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
+[ change with (c == 〈cout,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) @bit_or_null_not_grid //
+| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
+[ change with (c == 〈comma,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
+| >(memb_single … Hc) @bit_or_null_not_grid @Hmv
+]]]]]]
+qed.
+
+lemma no_marks_in_tuple : ∀n,l.tuple_TM n l → no_marks l.
+#n #l * #qin * #cin * #qout * #cout * #mv * * * * * * * * * *
+#Hqin #Hqout #_ #_ #_ #_ #_ #_ #_ #_ #Hl >Hl
+#c #Hc cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc
+[ >(\P Hc) %
+| cases (memb_append … Hc) -Hc #Hc
+[ @(Hqin … Hc)
+| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
+[ change with (c == 〈cin,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
+| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
+[ change with (c == 〈comma,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
+| cases (memb_append … Hc) -Hc #Hc
+[ @(Hqout … Hc)
+| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
+[ change with (c == 〈cout,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
+| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
+[ change with (c == 〈comma,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
+| >(memb_single … Hc) %
+]]]]]]
+qed.
+
+
diff --git a/matita/matita/lib/turing/universal/trans_step.ma b/matita/matita/lib/turing/universal/trans_step.ma
deleted file mode 100644 (file)
index 9430451..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,52 +0,0 @@
-(*
-    ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic   
-    ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science 
-    ||T||  Department of the University of Bologna, Italy.           
-    ||I||                                                            
-    ||T||  
-    ||A||  
-    \   /  This file is distributed under the terms of the       
-     \ /   GNU General Public License Version 2   
-      V_____________________________________________________________*)
-
-
-include "turing/universal/trans_to_tuples.ma".
-
-check TM
-
-(* definition zero : ∀n.initN n ≝ λn.mk_Sig ?? 0 (le_O_n n). *)
-
-definition normalTM ≝ λn,t,h. 
-  λk:0<n.mk_TM FinBool (initN n) t (mk_Sig ?? 0 k) h.
-
-definition low_config: ∀n,h,t.config FinBool (initN n) → tape STape ≝ 
-λn,h.λtrans:trans_source n →trans_target n.λc.
-  let q ≝ cstate … c in
-  let q_low ≝  m_bits_of_state n h q in 
-  let current_low ≝
-    match current … (ctape … c) with
-    [ None ⇒ 〈null,false〉
-    | Some b ⇒ 〈bit b,false〉] in
-  let low_left ≝ map … (λb.〈bit b,false〉) (left … (ctape …c)) in
-  let low_right ≝ map … (λb.〈bit b,false〉) (right … (ctape …c)) in
-  let table ≝ flatten ? (tuples_of_pairs n h (graph_enum ?? trans)) in
-  mk_tape STape low_left (Some ? 〈grid,false〉) 
-    (q_low@current_low::〈grid,false〉::table@〈grid,false〉::low_right).
-  
-(*
-definition R_uni_step_true ≝ λt1,t2.
-  ∀n,t0,table,s0,s1,c0,c1,ls,rs,curconfig,newconfig,mv.
-  table_TM (S n) (〈t0,false〉::table) → 
-  match_in_table (S n) (〈s0,false〉::curconfig) 〈c0,false〉
-    (〈s1,false〉::newconfig) 〈c1,false〉 〈mv,false〉 (〈t0,false〉::table) → 
-  legal_tape ls 〈c0,false〉 rs → 
-  t1 = midtape STape (〈grid,false〉::ls) 〈s0,false〉 
-    (curconfig@〈c0,false〉::〈grid,false〉::〈t0,false〉::table@〈grid,false〉::rs) → 
-  ∀t1'.t1' = lift_tape ls 〈c0,false〉 rs → 
-  s0 = bit false ∧
-  ∃ls1,rs1,c2.
-  (t2 = midtape STape (〈grid,false〉::ls1) 〈s1,false〉 
-    (newconfig@〈c2,false〉::〈grid,false〉::〈t0,false〉::table@〈grid,false〉::rs1) ∧
-   lift_tape ls1 〈c2,false〉 rs1 = 
-   tape_move STape t1' (map_move c1 mv) ∧ legal_tape ls1 〈c2,false〉 rs1).
- *)
\ No newline at end of file
index 0faa4eece58844e8925519b42899d97c2b799be3..6e09b9d5217c61b1ed31c8e20c346c2402256e29 100644 (file)
       V_____________________________________________________________*)
 
 
-(* COMPARE BIT
+(****************************** table of tuples *******************************)
+include "turing/universal/normalTM.ma".
 
-*)
-
-include "turing/universal/marks.ma".
-
-definition STape ≝ FinProd … FSUnialpha FinBool.
-
-definition only_bits ≝ λl.
-  ∀c.memb STape c l
-   = true → is_bit (\fst c) = true.
-
-definition only_bits_or_nulls ≝ λl.
-  ∀c.memb STape c l = true → bit_or_null (\fst c) = true.
-  
-definition no_grids ≝ λl.
-  ∀c.memb STape c l = true → is_grid (\fst c) = false.
-
-definition no_bars ≝ λl.
-  ∀c.memb STape c l = true → is_bar (\fst c) = false.
-
-definition no_marks ≝ λl.
-  ∀c.memb STape c l = true → is_marked ? c = false.
-
-lemma bit_not_grid: ∀d. is_bit d = true → is_grid d = false.
-* // normalize #H destruct
-qed.
-
-lemma bit_or_null_not_grid: ∀d. bit_or_null d = true → is_grid d = false.
-* // normalize #H destruct
-qed.
+(* a well formed table is a list of tuples *) 
+inductive table_TM (n:nat) : list STape → Prop ≝ 
+| ttm_nil  : table_TM n [] 
+| ttm_cons : ∀t1,T.tuple_TM n t1 → table_TM n T → table_TM n (t1@T).
 
-lemma bit_not_bar: ∀d. is_bit d = true → is_bar d = false.
-* // normalize #H destruct
+lemma wftable: ∀n,h,l.table_TM (S n) (flatten ? (tuples_list n h l)).
+#n #h #l elim l // -l #a #tl #Hind 
+whd in match (flatten … (tuples_list …));
+@ttm_cons //
 qed.
 
-lemma bit_or_null_not_bar: ∀d. bit_or_null d = true → is_bar d = false.
-* // normalize #H destruct
+(*********************** general properties of tables *************************)
+lemma no_grids_in_table: ∀n.∀l.table_TM n l → no_grids l.
+#n #l #t elim t   
+  [normalize #c #H destruct
+  |#t1 #t2 #Ht1 #Ht2 #IH lapply (no_grids_in_tuple … Ht1) -Ht1 #Ht1 #x #Hx
+   cases (memb_append … Hx) -Hx #Hx
+   [ @(Ht1 … Hx)
+   | @(IH … Hx) ] ]
 qed.
 
-definition mk_tuple ≝ λqin,cin,qout,cout,mv.
-  〈bar,false〉 :: qin @ cin :: 〈comma,false〉:: qout @ cout :: 〈comma,false〉 :: [mv].
+lemma no_marks_in_table: ∀n.∀l.table_TM n l → no_marks l.
+#n #l #t elim t   
+  [normalize #c #H destruct
+  |#t1 #t2 #Ht1 #Ht2 #IH lapply (no_marks_in_tuple … Ht1) -Ht1 #Ht1 #x #Hx
+   cases (memb_append … Hx) -Hx #Hx
+   [ @(Ht1 … Hx)
+   | @(IH … Hx) ] ] 
+qed.      
 
-(* by definition, a tuple is not marked *)
-definition tuple_TM : nat → list STape → Prop ≝ 
- λn,t.∃qin,cin,qout,cout,mv.
- no_marks qin ∧ no_marks qout ∧
- only_bits qin ∧ only_bits qout ∧ 
- bit_or_null cin = true ∧ bit_or_null cout = true ∧ bit_or_null mv = true ∧
- (cout = null → mv = null) ∧
- |qin| = n ∧ |qout| = n ∧
- t = mk_tuple qin 〈cin,false〉 qout 〈cout,false〉 〈mv,false〉.
-inductive table_TM (n:nat) : list STape → Prop ≝ 
-| ttm_nil  : table_TM n [] 
-| ttm_cons : ∀t1,T.tuple_TM n t1 → table_TM n T → table_TM n (t1@T).
+axiom last_of_table: ∀n,l,b.¬ table_TM n (l@[〈bar,b〉]).
 
+(************************** matching in a table *******************************)
 inductive match_in_table (n:nat) (qin:list STape) (cin: STape) 
                          (qout:list STape) (cout:STape) (mv:STape) 
 : list STape → Prop ≝ 
@@ -81,8 +61,78 @@ inductive match_in_table (n:nat) (qin:list STape) (cin: STape)
    match_in_table n qin cin qout cout mv tb → 
    match_in_table n qin cin qout cout mv  
      (mk_tuple qin0 cin0 qout0 cout0 mv0@tb).
-     
-axiom tuple_len : ∀n,t.tuple_TM n t → |t| = 2*n+6.
+
+lemma tuple_to_match:  ∀n,h,l,qin,cin,qout,cout,mv,p.
+  p = mk_tuple qin cin qout cout mv 
+  → mem ? p (tuples_list n h l) →
+  match_in_table (S n) qin cin qout cout mv (flatten ? (tuples_list n h l)).
+#n #h #l #qin #cin #qout #cout #mv #p
+#Hp elim l 
+  [whd in ⊢ (%→?); @False_ind
+  |#p1 #tl #Hind *
+    [#H whd in match (tuples_list ???);
+     <H >Hp @mit_hd //
+    |#H whd in match (tuples_list ???); 
+     cases (is_tuple n h p1) #qin1 * #cin1 * #qout1 * #cout1 * #mv1
+     * #_ #Htuplep1 >Htuplep1 @mit_tl // @Hind //
+    ]
+  ]
+qed.
+
+axiom match_decomp: ∀n,l,qin,cin,qout,cout,mv.
+  match_in_table (S n) qin cin qout cout mv l →
+  ∃l1,l2. l = l1@(mk_tuple qin cin qout cout mv)@l2 ∧
+    (∃q.|l1| = (tuple_length (S n))*q) ∧ 
+      tuple_TM (S n) (mk_tuple qin cin qout cout mv).
+
+axiom daemon: ∀P:Prop. P.
+
+lemma match_to_tuples_list: ∀n,h,l,qin,cin,qout,cout,mv.
+  match_in_table (S n) qin cin qout cout mv (flatten ? (tuples_list n h l)) → 
+    ∃p. p = mk_tuple qin cin qout cout mv ∧ mem ? p (tuples_list n h l).
+#n #h #l #qin #cin #qout #cout #mv #Hmatch 
+@(ex_intro … (mk_tuple qin cin qout cout mv)) % //
+cases (match_decomp … Hmatch) #l1 * #l2 * * #Hflat #Hlen #Htuple
+@(flatten_to_mem … Hflat … Hlen)  
+  [// 
+  |@daemon
+  |@(length_of_tuple … Htuple) 
+  ]
+qed.
+
+lemma match_to_tuple: ∀n,h,l,qin,cin,qout,cout,mv.
+  match_in_table (S n) qin cin qout cout mv (flatten ? (tuples_list n h l)) → 
+    ∃p. tuple_encoding n h p = mk_tuple qin cin qout cout mv ∧ mem ? p l.
+#n #h #l #qin #cin #qout #cout #mv #Hmatch 
+cases (match_to_tuples_list … Hmatch)
+#p * #eqp #memb 
+cases(mem_map … (λp.tuple_encoding n h p) … memb)
+#p1 * #Hmem #H @(ex_intro … p1) % /2/
+qed.
+
+lemma match_to_trans: 
+  ∀n.∀trans: trans_source n → trans_target n.
+  ∀h,qin,cin,qout,cout,mv.
+  match_in_table (S n) qin cin qout cout mv (flatten ? (tuples_list n h (graph_enum ?? trans))) → 
+  ∃s,t. tuple_encoding n h 〈s,t〉 = mk_tuple qin cin qout cout mv 
+    ∧ trans s = t.
+#n #trans #h #qin #cin #qout #cout #mv #Hmatch
+cases (match_to_tuple … Hmatch) -Hmatch * #s #t * #Heq #Hmem
+@(ex_intro … s) @(ex_intro … t) % // @graph_enum_correct 
+@mem_to_memb @Hmem 
+qed.
+
+lemma trans_to_match:
+  ∀n.∀h.∀trans: trans_source n → trans_target n.
+  ∀inp,outp,qin,cin,qout,cout,mv. trans inp = outp →
+  tuple_encoding n h 〈inp,outp〉 = mk_tuple qin cin qout cout mv →
+  match_in_table (S n) qin cin qout cout mv (flatten ? (tuples_list n h (graph_enum ?? trans))).
+#n #h #trans #inp #outp #qin #cin #qout #cout #mv #Htrans #Htuple 
+@(tuple_to_match … (refl…)) <Htuple @mem_map_forward 
+@(memb_to_mem (FinProd (trans_source n) (trans_target n)))
+@graph_enum_complete //
+qed.
+
 axiom append_eq_tech1 :
   ∀A,l1,l2,l3,l4.l1@l2 = l3@l4 → |l1| < |l3| → ∃la:list A.l1@la = l3.
 axiom append_eq_tech2 :
@@ -105,7 +155,7 @@ lemma table_invert_r : ∀n,t,T.
   normalize #Hfalse destruct (Hfalse)
 | #t0 #T0 #Htuple0 #Htable0 #_ #Heq 
   lapply (append_l2_injective ?????? Heq)
-  [ >(tuple_len … Htuple) >(tuple_len … Htuple0) % ]
+  [ >(length_of_tuple … Htuple) >(length_of_tuple … Htuple0) % ]
   -Heq #Heq destruct (Heq) // ]
 qed.
 
@@ -127,9 +177,9 @@ lemma match_in_table_append :
   t = mk_tuple qin cin qout cout mv ∨ match_in_table n qin cin qout cout mv T.
 #n #T #qin #cin #qout #cout #mv #t #Ht #Hmatch inversion Hmatch
 [ #T0 #H #H1 % >(append_l1_injective … H1) //
-  >(tuple_len … Ht) >(tuple_len … H) %
+  >(length_of_tuple … Ht) >(length_of_tuple … H) %
 | #qin0 #cin0 #qout0 #cout0 #mv0 #T0 #H #H1 #_ #H2 %2
-  >(append_l2_injective … H2) // >(tuple_len … Ht) >(tuple_len … H) %
+  >(append_l2_injective … H2) // >(length_of_tuple … Ht) >(length_of_tuple … H) %
 ]
 qed.
 
@@ -224,796 +274,3 @@ elim Htable
 ]
 qed.
 
-(*
-lemma table_invert_l : ∀n,T0,qin,cin,qout,cout,mv.
-  table_TM n (mk_tuple qin cin qout cout mv@〈bar,false〉::T0) → 
-  tuple_TM n (mk_tuple qin cin qout cout mv).
-#n #T #qin #cin #qout #cout #mv #HT inversion HT
-[ change with (append ???) in ⊢ (??(??%?)?→?);cases qin [ #Hfalse | #t0 #ts0 #Hfalse] normalize in Hfalse; destruct (Hfalse)
-| #t0 #T0 #Ht0 #HT0 #_
-
-  
-lemma table_invert_r : ∀n,T0,qin,cin,qout,cout,mv.
-  table n (mk_tuple qin cin qout cout mv@〈bar,false〉::T0) → table n T0. 
-*)
-
-lemma no_grids_in_tuple : ∀n,l.tuple_TM n l → no_grids l.
-#n #l * #qin * #cin * #qout * #cout * #mv * * * * * * * * * *
-#_ #_ #Hqin #Hqout #Hcin #Hcout #Hmv #_ #_ #_ #Hl >Hl
-#c #Hc cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc
-[ >(\P Hc) %
-| cases (memb_append … Hc) -Hc #Hc
-[ @bit_not_grid @(Hqin … Hc)
-| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
-[ change with (c == 〈cin,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) @bit_or_null_not_grid //
-| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
-[ change with (c == 〈comma,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
-| cases (memb_append …Hc) -Hc #Hc
-[ @bit_not_grid @(Hqout … Hc)
-| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
-[ change with (c == 〈cout,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) @bit_or_null_not_grid //
-| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
-[ change with (c == 〈comma,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
-| >(memb_single … Hc) @bit_or_null_not_grid @Hmv
-]]]]]]
-qed.
-
-lemma no_marks_in_tuple : ∀n,l.tuple_TM n l → no_marks l.
-#n #l * #qin * #cin * #qout * #cout * #mv * * * * * * * * * *
-#Hqin #Hqout #_ #_ #_ #_ #_ #_ #_ #_ #Hl >Hl
-#c #Hc cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc
-[ >(\P Hc) %
-| cases (memb_append … Hc) -Hc #Hc
-[ @(Hqin … Hc)
-| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
-[ change with (c == 〈cin,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
-| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
-[ change with (c == 〈comma,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
-| cases (memb_append … Hc) -Hc #Hc
-[ @(Hqout … Hc)
-| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
-[ change with (c == 〈cout,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
-| cases (orb_true_l … Hc) -Hc #Hc 
-[ change with (c == 〈comma,false〉 = true) in Hc; >(\P Hc) %
-| >(memb_single … Hc) %
-]]]]]]
-qed.
-
-lemma no_grids_in_table: ∀n.∀l.table_TM n l → no_grids l.
-#n #l #t elim t   
-  [normalize #c #H destruct
-  |#t1 #t2 #Ht1 #Ht2 #IH lapply (no_grids_in_tuple … Ht1) -Ht1 #Ht1 #x #Hx
-   cases (memb_append … Hx) -Hx #Hx
-   [ @(Ht1 … Hx)
-   | @(IH … Hx) ] ]
-qed.
-
-lemma no_marks_in_table: ∀n.∀l.table_TM n l → no_marks l.
-#n #l #t elim t   
-  [normalize #c #H destruct
-  |#t1 #t2 #Ht1 #Ht2 #IH lapply (no_marks_in_tuple … Ht1) -Ht1 #Ht1 #x #Hx
-   cases (memb_append … Hx) -Hx #Hx
-   [ @(Ht1 … Hx)
-   | @(IH … Hx) ] ] 
-qed.      
-          
-axiom last_of_table: ∀n,l,b.¬ table_TM n (l@[〈bar,b〉]).
-   
-(*
-l0 x* a l1 x0* a0 l2 ------> l0 x a* l1 x0 a0* l2
-   ^                               ^
-
-if current (* x *) = #
-   then 
-   else if x = 0
-      then move_right; ----
-           adv_to_mark_r;
-           if current (* x0 *) = 0
-              then advance_mark ----
-                   adv_to_mark_l;
-                   advance_mark
-              else STOP
-      else x = 1 (* analogo *)
-
-*)
-
-
-(*
-   MARK NEXT TUPLE machine
-   (partially axiomatized)
-   
-   marks the first character after the first bar (rightwards)
- *)
-definition bar_or_grid ≝ λc:STape.is_bar (\fst c) ∨ is_grid (\fst c).
-
-definition mark_next_tuple ≝ 
-  seq ? (adv_to_mark_r ? bar_or_grid)
-     (ifTM ? (test_char ? (λc:STape.is_bar (\fst c)))
-       (move_right_and_mark ?) (nop ?) tc_true).
-
-definition R_mark_next_tuple ≝ 
-  λt1,t2.
-    ∀ls,c,rs1,rs2.
-    (* c non può essere un separatore ... speriamo *)
-    t1 = midtape STape ls c (rs1@〈grid,false〉::rs2) → 
-    no_marks rs1 → no_grids rs1 → bar_or_grid c = false → 
-    (∃rs3,rs4,d,b.rs1 = rs3 @ 〈bar,false〉 :: rs4 ∧
-      no_bars rs3 ∧
-      Some ? 〈d,b〉 = option_hd ? (rs4@〈grid,false〉::rs2) ∧
-      t2 = midtape STape (〈bar,false〉::reverse ? rs3@c::ls) 〈d,true〉 (tail ? (rs4@〈grid,false〉::rs2)))
-    ∨
-    (no_bars rs1 ∧ t2 = midtape ? (reverse ? rs1@c::ls) 〈grid,false〉 rs2).
-     
-axiom daemon :∀P:Prop.P.
-
-axiom tech_split :
-  ∀A:DeqSet.∀f,l.
-   (∀x.memb A x l = true → f x = false) ∨
-   (∃l1,c,l2.f c = true ∧ l = l1@c::l2 ∧ ∀x.memb ? x l1 = true → f x = false).
-(*#A #f #l elim l
-[ % #x normalize #Hfalse *)
-     
-theorem sem_mark_next_tuple :
-  Realize ? mark_next_tuple R_mark_next_tuple.
-#intape 
-lapply (sem_seq ? (adv_to_mark_r ? bar_or_grid)
-         (ifTM ? (test_char ? (λc:STape.is_bar (\fst c))) (move_right_and_mark ?) (nop ?) tc_true) ????)
-[@sem_if [5: // |6: @sem_move_right_and_mark |7: // |*:skip]
-| //
-|||#Hif cases (Hif intape) -Hif
-   #j * #outc * #Hloop * #ta * #Hleft #Hright
-   @(ex_intro ?? j) @ex_intro [|% [@Hloop] ]
-   -Hloop
-   #ls #c #rs1 #rs2 #Hrs #Hrs1 #Hrs1' #Hc
-   cases (Hleft … Hrs)
-   [ * #Hfalse >Hfalse in Hc; #Htf destruct (Htf)
-   | * #_ #Hta cases (tech_split STape (λc.is_bar (\fst c)) rs1)
-     [ #H1 lapply (Hta rs1 〈grid,false〉 rs2 (refl ??) ? ?)
-       [ * #x #b #Hx whd in ⊢ (??%?); >(Hrs1' … Hx) >(H1 … Hx) %
-       | %
-       | -Hta #Hta cases Hright
-         [ * #tb * whd in ⊢ (%→?); #Hcurrent
-           @False_ind cases (Hcurrent 〈grid,false〉 ?)
-           [ normalize in ⊢ (%→?); #Hfalse destruct (Hfalse)
-           | >Hta % ]
-         | * #tb * whd in ⊢ (%→?); #Hcurrent
-           cases (Hcurrent 〈grid,false〉 ?)
-           [  #_ #Htb whd in ⊢ (%→?); #Houtc
-             %2 %
-             [ @H1
-             | >Houtc >Htb >Hta % ]
-           | >Hta % ]
-         ]
-       ]
-    | * #rs3 * #c0 * #rs4 * * #Hc0 #Hsplit #Hrs3
-      % @(ex_intro ?? rs3) @(ex_intro ?? rs4)
-     lapply (Hta rs3 c0 (rs4@〈grid,false〉::rs2) ???)
-     [ #x #Hrs3' whd in ⊢ (??%?); >Hsplit in Hrs1;>Hsplit in Hrs3;
-       #Hrs3 #Hrs1 >(Hrs1 …) [| @memb_append_l1 @Hrs3'|]
-       >(Hrs3 … Hrs3') @Hrs1' >Hsplit @memb_append_l1 //
-     | whd in ⊢ (??%?); >Hc0 %
-     | >Hsplit >associative_append % ] -Hta #Hta
-       cases Hright
-       [ * #tb * whd in ⊢ (%→?); #Hta'
-         whd in ⊢ (%→?); #Htb
-         cases (Hta' c0 ?)
-         [ #_ #Htb' >Htb' in Htb; #Htb
-           generalize in match Hsplit; -Hsplit
-           cases rs4 in Hta;
-           [ #Hta #Hsplit >(Htb … Hta)
-             >(?:c0 = 〈bar,false〉)
-             [ @(ex_intro ?? grid) @(ex_intro ?? false)
-               % [ % [ % 
-               [(* Hsplit *) @daemon |(*Hrs3*) @daemon ] | % ] | % ] 
-               | (* Hc0 *) @daemon ]
-           | #r5 #rs5 >(eq_pair_fst_snd … r5)
-             #Hta #Hsplit >(Htb … Hta)
-             >(?:c0 = 〈bar,false〉)
-             [ @(ex_intro ?? (\fst r5)) @(ex_intro ?? (\snd r5))
-               % [ % [ % [ (* Hc0, Hsplit *) @daemon | (*Hrs3*) @daemon ] | % ]
-                     | % ] | (* Hc0 *) @daemon ] ] | >Hta % ]
-             | * #tb * whd in ⊢ (%→?); #Hta'
-               whd in ⊢ (%→?); #Htb
-               cases (Hta' c0 ?)
-               [ #Hfalse @False_ind >Hfalse in Hc0;
-                 #Hc0 destruct (Hc0)
-               | >Hta % ]
-]]]]
-qed.
-
-definition init_current_on_match ≝ 
-  (seq ? (move_l ?)
-    (seq ? (adv_to_mark_l ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-      (seq ? (move_r ?) (mark ?)))).
-          
-definition R_init_current_on_match ≝ λt1,t2.
-  ∀l1,l2,c,rs. no_grids l1 → is_grid c = false → 
-  t1 = midtape STape (l1@〈c,false〉::〈grid,false〉::l2)  〈grid,false〉 rs → 
-  t2 = midtape STape (〈grid,false〉::l2) 〈c,true〉 ((reverse ? l1)@〈grid,false〉::rs).
-
-lemma sem_init_current_on_match : 
-  Realize ? init_current_on_match R_init_current_on_match.
-#intape 
-cases (sem_seq ????? (sem_move_l ?)
-        (sem_seq ????? (sem_adv_to_mark_l ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-           (sem_seq ????? (sem_move_r ?) (sem_mark ?))) intape)
-#k * #outc * #Hloop #HR 
-@(ex_intro ?? k) @(ex_intro ?? outc) % [@Hloop] -Hloop
-#l1 #l2 #c #rs #Hl1 #Hc #Hintape
-cases HR -HR #ta * whd in ⊢ (%→?); #Hta lapply (Hta … Hintape) -Hta -Hintape 
-generalize in match Hl1; cases l1
-  [#Hl1 whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); #Hta
-   * #tb * whd in ⊢ (%→?); #Htb cases (Htb … Hta) -Hta
-    [* >Hc #Htemp destruct (Htemp) ]
-   * #_ #Htc lapply (Htc [ ] 〈grid,false〉 ? (refl ??) (refl …) Hl1) 
-   whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); -Htc #Htc
-   * #td * whd in ⊢ (%→?); #Htd lapply (Htd … Htc) -Htc -Htd 
-   whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); #Htd
-   whd in ⊢ (%→?); #Houtc lapply (Houtc … Htd) -Houtc #Houtc
-   >Houtc % 
-  |#d #tl #Htl whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); #Hta
-   * #tb * whd in ⊢ (%→?); #Htb cases (Htb … Hta) -Htb
-    [* >(Htl … (memb_hd …)) #Htemp destruct (Htemp)]    
-   * #Hd >append_cons #Htb lapply (Htb … (refl ??) (refl …) ?)
-    [#x #membx cases (memb_append … membx) -membx #membx
-      [@Htl @memb_cons @membx | >(memb_single … membx) @Hc]]-Htb  #Htb
-   * #tc * whd in ⊢ (%→?); #Htc lapply (Htc … Htb) -Htb -Htc 
-   >reverse_append >associative_append whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); #Htc
-   whd in ⊢ (%→?); #Houtc lapply (Houtc … Htc) -Houtc #Houtc 
-   >Houtc >reverse_cons >associative_append % 
-  ]
-qed.   
-
-(*
-definition init_current_gen ≝ 
-  seq ? (adv_to_mark_l ? (is_marked ?))
-    (seq ? (clear_mark ?)
-       (seq ? (move_l ?)
-         (seq ? (adv_to_mark_l ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-            (seq ? (move_r ?) (mark ?))))).
-          
-definition R_init_current_gen ≝ λt1,t2.
-  ∀l1,c,l2,b,l3,c1,rs,c0,b0. no_marks l1 → no_grids l2 →
-  Some ? 〈c0,b0〉 = option_hd ? (reverse ? (〈c,true〉::l2)) → 
-  t1 = midtape STape (l1@〈c,true〉::l2@〈grid,b〉::l3) 〈c1,false〉 rs → 
-  t2 = midtape STape (〈grid,b〉::l3) 〈c0,true〉
-        ((tail ? (reverse ? (l1@〈c,false〉::l2))@〈c1,false〉::rs)).
-
-lemma sem_init_current_gen : Realize ? init_current_gen R_init_current_gen.
-#intape 
-cases (sem_seq ????? (sem_adv_to_mark_l ? (is_marked ?))
-        (sem_seq ????? (sem_clear_mark ?)
-          (sem_seq ????? (sem_move_l ?)
-            (sem_seq ????? (sem_adv_to_mark_l ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-              (sem_seq ????? (sem_move_r ?) (sem_mark ?))))) intape)
-#k * #outc * #Hloop #HR 
-@(ex_intro ?? k) @(ex_intro ?? outc) % [@Hloop] -Hloop
-#l1 #c #l2 #b #l3 #c1 #rs #c0 #b0 #Hl1 #Hl2 #Hc #Hintape
-cases HR -HR #ta * whd in ⊢ (%→?); #Hta cases (Hta … Hintape) -Hta -Hintape
-  [ * #Hfalse normalize in Hfalse; destruct (Hfalse) ]
-* #_ #Hta lapply (Hta l1 〈c,true〉 ? (refl ??) ??) [@Hl1|%] -Hta #Hta
-* #tb * whd in ⊢ (%→?); #Htb lapply (Htb … Hta) -Htb -Hta #Htb 
-* #tc * whd in ⊢ (%→?); #Htc lapply (Htc … Htb) -Htc -Htb 
-generalize in match Hc; generalize in match Hl2; cases l2
-  [#_ whd in ⊢ ((???%)→?); #Htemp destruct (Htemp) 
-   whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); #Htc
-   * #td * whd in ⊢ (%→?); #Htd cases (Htd … Htc) -Htd
-    [2: * whd in ⊢ (??%?→?); #Htemp destruct (Htemp) ]
-   * #_ #Htd >Htd in Htc; -Htd #Htd
-   * #te * whd in ⊢ (%→?); #Hte lapply (Hte … Htd) -Htd
-   >reverse_append >reverse_cons 
-   whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); #Hte
-   whd in ⊢ (%→?); #Houtc lapply (Houtc … Hte) -Houtc -Hte #Houtc
-   >Houtc %
-  |#d #tl #Htl #Hc0 whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); #Htc
-   * #td * whd in ⊢ (%→?); #Htd cases (Htd … Htc) -Htd
-    [* >(Htl … (memb_hd …)) whd in ⊢ (??%?→?); #Htemp destruct (Htemp)]    
-   * #Hd #Htd lapply (Htd … (refl ??) (refl ??) ?)
-    [#x #membx @Htl @memb_cons @membx] -Htd #Htd
-   * #te * whd in ⊢ (%→?); #Hte lapply (Hte … Htd) -Htd
-   >reverse_append >reverse_cons >reverse_cons
-   >reverse_cons in Hc0; >reverse_cons cases (reverse ? tl)
-     [normalize in ⊢ (%→?); #Hc0 destruct (Hc0) #Hte 
-      whd in ⊢ (%→?); #Houtc lapply (Houtc … Hte) -Houtc -Hte #Houtc
-      >Houtc %
-     |* #c2 #b2 #tl2 normalize in ⊢ (%→?); #Hc0 destruct (Hc0)  
-      whd in ⊢ ((???(??%%%))→?); #Hte 
-      whd in ⊢ (%→?); #Houtc lapply (Houtc … Hte) -Houtc -Hte #Houtc
-      >Houtc >associative_append >associative_append >associative_append %
-     ]
-   ]
-qed.
-*)
-
-definition init_current ≝ 
-  seq ? (adv_to_mark_l ? (is_marked ?))
-    (seq ? (clear_mark ?)
-       (seq ? (adv_to_mark_l ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-          (seq ? (move_r ?) (mark ?)))).
-          
-definition R_init_current ≝ λt1,t2.
-  ∀l1,c,l2,b,l3,c1,rs,c0,b0. no_marks l1 → no_grids l2 → is_grid c = false → 
-  Some ? 〈c0,b0〉 = option_hd ? (reverse ? (〈c,true〉::l2)) → 
-  t1 = midtape STape (l1@〈c,true〉::l2@〈grid,b〉::l3) 〈c1,false〉 rs → 
-  t2 = midtape STape (〈grid,b〉::l3) 〈c0,true〉
-        ((tail ? (reverse ? (l1@〈c,false〉::l2))@〈c1,false〉::rs)).
-
-lemma sem_init_current : Realize ? init_current R_init_current.
-#intape 
-cases (sem_seq ????? (sem_adv_to_mark_l ? (is_marked ?))
-        (sem_seq ????? (sem_clear_mark ?)
-           (sem_seq ????? (sem_adv_to_mark_l ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-             (sem_seq ????? (sem_move_r ?) (sem_mark ?)))) intape)
-#k * #outc * #Hloop #HR 
-@(ex_intro ?? k) @(ex_intro ?? outc) % [@Hloop]
-cases HR -HR #ta * whd in ⊢ (%→?); #Hta 
-* #tb * whd in ⊢ (%→?); #Htb 
-* #tc * whd in ⊢ (%→?); #Htc 
-* #td * whd in ⊢ (%→%→?); #Htd #Houtc
-#l1 #c #l2 #b #l3 #c1 #rs #c0 #b0 #Hl1 #Hl2 #Hc #Hc0 #Hintape
-cases (Hta … Hintape) [ * #Hfalse normalize in Hfalse; destruct (Hfalse) ]
--Hta * #_ #Hta lapply (Hta l1 〈c,true〉 ? (refl ??) ??) [@Hl1|%]
--Hta #Hta lapply (Htb … Hta) -Htb #Htb cases (Htc … Htb) [ >Hc -Hc * #Hc destruct (Hc) ] 
--Htc * #_ #Htc lapply (Htc … (refl ??) (refl ??) ?) [@Hl2]
--Htc #Htc lapply (Htd … Htc) -Htd
->reverse_append >reverse_cons 
->reverse_cons in Hc0; cases (reverse … l2)
-[ normalize in ⊢ (%→?); #Hc0 destruct (Hc0)
-  #Htd >(Houtc … Htd) %
-| * #c2 #b2 #tl2 normalize in ⊢ (%→?);
-  #Hc0 #Htd >(Houtc … Htd)
-  whd in ⊢ (???%); destruct (Hc0)
-  >associative_append >associative_append %
-]
-qed.
-
-definition match_tuple_step ≝ 
-  ifTM ? (test_char ? (λc:STape.¬ is_grid (\fst c))) 
-   (single_finalTM ? 
-     (seq ? compare
-      (ifTM ? (test_char ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-        (nop ?)
-        (seq ? mark_next_tuple 
-           (ifTM ? (test_char ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-             (mark ?) (seq ? (move_l ?) init_current) tc_true)) tc_true)))
-    (nop ?) tc_true.
-
-definition R_match_tuple_step_true ≝ λt1,t2.
-  ∀ls,cur,rs.t1 = midtape STape ls cur rs → 
-  \fst cur ≠ grid ∧ 
-  (∀ls0,c,l1,l2,c1,l3,l4,rs0,n.
-   only_bits_or_nulls l1 → no_marks l1 (* → no_grids l2 *) → 
-   bit_or_null c = true → bit_or_null c1 = true →
-   only_bits_or_nulls l3 → S n = |l1| → |l1| = |l3| →
-   table_TM (S n) (l2@〈c1,false〉::l3@〈comma,false〉::l4) → 
-   ls = 〈grid,false〉::ls0 → cur = 〈c,true〉 → 
-   rs = l1@〈grid,false〉::l2@〈c1,true〉::l3@〈comma,false〉::l4@〈grid,false〉::rs0 → 
-   (* facciamo match *)
-   (〈c,false〉::l1 = 〈c1,false〉::l3 ∧
-   t2 = midtape ? (reverse ? l1@〈c,false〉::〈grid,false〉::ls0) 〈grid,false〉
-         (l2@〈c1,false〉::l3@〈comma,true〉::l4@〈grid,false〉::rs0))
-   ∨
-   (* non facciamo match e marchiamo la prossima tupla *)
-   (〈c,false〉::l1 ≠ 〈c1,false〉::l3 ∧
-    ∃c2,l5,l6.l4 = l5@〈bar,false〉::〈c2,false〉::l6 ∧
-    (* condizioni su l5 l6 l7 *)
-    t2 = midtape STape (〈grid,false〉::ls0) 〈c,true〉 
-          (l1@〈grid,false〉::l2@〈c1,false〉::l3@〈comma,false〉::
-           l5@〈bar,false〉::〈c2,true〉::l6@〈grid,false〉::rs0))
-   ∨  
-   (* non facciamo match e non c'è una prossima tupla:
-      non specifichiamo condizioni sul nastro di output, perché
-      non eseguiremo altre operazioni, quindi il suo formato non ci interessa *)
-   (〈c,false〉::l1 ≠ 〈c1,false〉::l3 ∧ no_bars l4 ∧ current ? t2 = Some ? 〈grid,true〉)).  
-  
-definition R_match_tuple_step_false ≝ λt1,t2.
-  ∀ls,c,rs.t1 = midtape STape ls c rs → is_grid (\fst c) = true ∧ t2 = t1.
-  
-include alias "basics/logic.ma". 
-
-(*
-lemma eq_f4: ∀A1,A2,A3,A4,B.∀f:A1 → A2 →A3 →A4 →B.
-  ∀x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4. x1 = y1 → x2 = y2 →x3=y3 →x4 = y4 →   
-    f x1 x2 x3 x4 = f y1 y2 y3 y4.
-//
-qed-. *)
-
-lemma some_option_hd: ∀A.∀l:list A.∀a.∃b.
-  Some ? b = option_hd ? (l@[a]) .
-#A #l #a cases l normalize /2/
-qed.
-
-axiom tech_split2 : ∀A,l1,l2,l3,l4,x. 
-  memb A x l1 = false → memb ? x l3 = false → 
-  l1@x::l2 = l3@x::l4 → l1 = l3 ∧ l2 = l4.
-  
-axiom injective_append : ∀A,l.injective … (λx.append A x l).
-
-lemma sem_match_tuple_step: 
-    accRealize ? match_tuple_step (inr … (inl … (inr … start_nop))) 
-    R_match_tuple_step_true R_match_tuple_step_false.
-@(acc_sem_if_app … (sem_test_char ? (λc:STape.¬ is_grid (\fst c))) …
-  (sem_seq … sem_compare
-    (sem_if … (sem_test_char ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-      (sem_nop …)
-        (sem_seq … sem_mark_next_tuple 
-           (sem_if … (sem_test_char ? (λc:STape.is_grid (\fst c)))
-             (sem_mark ?) (sem_seq … (sem_move_l …) (sem_init_current …))))))
-  (sem_nop ?) …)
-[(* is_grid: termination case *)
- 2:#t1 #t2 #t3 whd in ⊢ (%→?); #H #H1 whd #ls #c #rs #Ht1
-  cases (H c ?) [2: >Ht1 %] #Hgrid #Heq %
-    [@injective_notb @Hgrid | <Heq @H1]
-|#tapea #tapeout #tapeb whd in ⊢ (%→?); #Hcur
- * #tapec * whd in ⊢ (%→?); #Hcompare #Hor 
- #ls #cur #rs #Htapea >Htapea in Hcur; #Hcur cases (Hcur ? (refl ??)) 
- -Hcur #Hcur #Htapeb %
- [ % #Hfalse >Hfalse in Hcur; normalize #Hfalse1 destruct (Hfalse1)]
- #ls0 #c #l1 #l2 #c1 #l3 #l4 #rs0 #n #Hl1bitnull #Hl1marks #Hc #Hc1 #Hl3 #eqn
- #eqlen #Htable #Hls #Hcur #Hrs -Htapea >Hls in Htapeb; >Hcur >Hrs #Htapeb
- cases (Hcompare … Htapeb) -Hcompare -Htapeb * #_ #_ #Hcompare
- cases (Hcompare c c1 l1 l3 l2 (l4@〈grid,false〉::rs0) eqlen Hl1bitnull Hl3 Hl1marks … (refl …) Hc ?)  
- -Hcompare 
-   [* #Htemp destruct (Htemp) #Htapec %1 % % [%]
-    >Htapec in Hor; -Htapec *
-     [2: * #t3 * whd in ⊢ (%→?); #H @False_ind
-      cases (H … (refl …)) whd in ⊢ ((??%?)→?); #H destruct (H)
-     |* #taped * whd in ⊢ (%→?); #Htaped cases (Htaped ? (refl …)) -Htaped *
-      #Htaped whd in ⊢ (%→?); #Htapeout >Htapeout >Htaped
-      %
-     ]
-   |* #la * #c' * #d' * #lb * #lc * * * #H1 #H2 #H3 #Htapec 
-    cut (〈c,false〉::l1 ≠ 〈c1,false〉::l3) 
-      [>H2 >H3 elim la
-        [@(not_to_not …H1) normalize #H destruct % 
-        |#x #tl @not_to_not normalize #H destruct // 
-        ]
-      ] #Hnoteq
-    cut (bit_or_null d' = true) 
-      [cases la in H3;
-        [normalize in ⊢ (%→?); #H destruct //
-        |#x #tl #H @(Hl3 〈d',false〉)
-         normalize in H; destruct @memb_append_l2 @memb_hd
-        ] 
-      ] #Hd'
-    >Htapec in Hor; -Htapec *
-     [* #taped * whd in ⊢ (%→?); #H @False_ind
-      cases (H … (refl …)) >(bit_or_null_not_grid ? Hd') #Htemp destruct (Htemp)
-     |* #taped * whd in ⊢ (%→?); #H cases (H … (refl …)) -H #_
-      #Htaped * #tapee * whd in ⊢ (%→?); #Htapee  
-      <(associative_append ? lc (〈comma,false〉::l4)) in Htaped; #Htaped
-      cases (Htapee … Htaped ???) -Htaped -Htapee 
-       [* #rs3 * * (* we proceed by cases on rs4 *) 
-         [(* rs4 is empty : the case is absurd since the tape
-            cannot end with a bar *)
-          * #d * #b * * * #Heq1 @False_ind 
-          cut (∀A,l1,l2.∀a:A. a::l1@l2=(a::l1)@l2) [//] #Hcut 
-          >Hcut in Htable; >H3 >associative_append
-          normalize >Heq1 <associative_append >Hcut
-          <associative_append #Htable @(absurd … Htable) 
-          @last_of_table
-         |(* rs4 not empty *)
-          * #d2 #b2 #rs3' * #d  * #b * * * #Heq1 #Hnobars
-          cut (memb STape 〈d2,b2〉 (l2@〈c1,false〉::l3@〈comma,false〉::l4) = true)
-            [@memb_append_l2
-             cut (∀A,l1,l2.∀a:A. a::l1@l2=(a::l1)@l2) [//] #Hcut
-             >Hcut >H3 >associative_append @memb_append_l2 
-             @memb_cons >Heq1 @memb_append_l2 @memb_cons @memb_hd] #d2intable
-          cut (is_grid d2 = false) 
-            [@(no_grids_in_table … Htable … 〈d2,b2〉 d2intable)] #Hd2
-          cut (b2 = false) 
-            [@(no_marks_in_table … Htable … 〈d2,b2〉 d2intable)] #Hb2 
-          >Hb2 in Heq1; #Heq1 -Hb2 -b2
-          whd in ⊢ ((???%)→?); #Htemp destruct (Htemp) #Htapee >Htapee -Htapee *
-           [(* we know current is not grid *)
-            * #tapef * whd in ⊢ (%→?); #Htapef 
-            cases (Htapef … (refl …)) >Hd2 #Htemp destruct (Htemp) 
-           |* #tapef * whd in ⊢ (%→?); #Htapef 
-            cases (Htapef … (refl …)) #_ -Htapef #Htapef
-            * #tapeg >Htapef -Htapef * 
-            (* move_l *)
-            whd in ⊢ (%→?); 
-            #H lapply (H … (refl …)) whd in ⊢ (???%→?); -H  #Htapeg
-            >Htapeg -Htapeg
-            (* init_current *)
-             whd in ⊢ (%→?); #Htapeout
-             cases (some_option_hd ? (reverse ? (reverse ? la)) 〈c',true〉)
-             * #c00 #b00 #Hoption
-             lapply 
-              (Htapeout (reverse ? rs3 @〈d',false〉::reverse ? la@reverse ? l2@(〈grid,false〉::reverse ? lb))
-              c' (reverse ? la) false ls0 bar (〈d2,true〉::rs3'@〈grid,false〉::rs0) c00 b00 ?????) -Htapeout
-               [whd in ⊢ (??(??%??)?); @eq_f3 [2:%|3: %]
-                >associative_append 
-                 generalize in match (〈c',true〉::reverse ? la@〈grid,false〉::ls0); #l
-                whd in ⊢ (???(???%)); >associative_append >associative_append % 
-               |>reverse_cons @Hoption
-               |cases la in H2; 
-                 [normalize in ⊢ (%→?); #Htemp destruct (Htemp) 
-                  @bit_or_null_not_grid @Hc
-                 |#x #tl normalize in ⊢ (%→?); #Htemp destruct (Htemp)
-                  @bit_or_null_not_grid @(Hl1bitnull 〈c',false〉) @memb_append_l2 @memb_hd
-                 ]
-               |cut (only_bits_or_nulls (la@(〈c',false〉::lb)))
-                 [<H2 whd #c0 #Hmemb cases (orb_true_l … Hmemb)
-                   [#eqc0 >(\P eqc0) @Hc |@Hl1bitnull]
-                 |#Hl1' #x #Hx @bit_or_null_not_grid @Hl1'
-                  @memb_append_l1 @daemon
-                 ]
-               |@daemon] #Htapeout % %2 % //
-            @(ex_intro … d2)
-            cut (∃rs32.rs3 = lc@〈comma,false〉::rs32) 
-                 [ (*cases (tech_split STape (λc.c == 〈bar,false〉) l4)
-                  [
-                  | * #l41 * * #cbar #bfalse * #l42 * * #Hbar #Hl4 #Hl41
-                    @(ex_intro ?? l41) >Hl4 in Heq1; #Heq1
-                
-                cut (sublist … lc l3)
-                  [ #x #Hx cases la in H3;
-                    [ normalize #H3 destruct (H3) @Hx
-                    | #p #la' normalize #Hla' destruct (Hla')
-                      @memb_append_l2 @memb_cons @Hx ] ] #Hsublist*)
-                @daemon]
-                * #rs32 #Hrs3
-                (* cut 
-                (〈c1,false〉::l3@〈comma,false〉::l4= la@〈d',false〉::rs3@〈bar,false〉::〈d2,b2〉::rs3')
-                [@daemon] #Hcut *)
-                cut (l4=rs32@〈bar,false〉::〈d2,false〉::rs3')
-                [ >Hrs3 in Heq1; @daemon ] #Hl4
-                @(ex_intro … rs32) @(ex_intro … rs3') % [@Hl4]
-                >Htapeout @eq_f2
-                   [(* by Hoption, H2 *) @daemon
-                   |(*>Hrs3 *)>append_cons
-                    > (?:l1@〈grid,false〉::l2@〈c1,false〉::l3@〈comma,false〉::rs32@〈bar,false〉::〈d2,true〉::rs3'@〈grid,false〉::rs
-                        = (l1@〈grid,false〉::l2@〈c1,false〉::l3@〈comma,false〉::rs32@[〈bar,false〉])@〈d2,true〉::rs3'@〈grid,false〉::rs)
-                    [|>associative_append normalize 
-                      >associative_append normalize
-                      >associative_append normalize
-                      >associative_append normalize
-                       % ]
-                    >reverse_append >reverse_append >reverse_cons
-                    >reverse_reverse >reverse_cons >reverse_reverse
-                    >reverse_append >reverse_append >reverse_cons
-                    >reverse_reverse >reverse_reverse >reverse_reverse
-                    >(?:(la@[〈c',false〉])@((((lb@[〈grid,false〉])@l2)@la)@[〈d',false〉])@rs3
-                       =((la@〈c',false〉::lb)@([〈grid,false〉]@l2@la@[〈d',false〉]@rs3)))
-                    [|>associative_append >associative_append 
-                      >associative_append >associative_append >associative_append
-                      >associative_append % ]
-                    <H2 normalize in ⊢ (??%?); >Hrs3
-                    >associative_append >associative_append normalize
-                    >associative_append >associative_append
-                    @eq_f @eq_f @eq_f
-                    >(?:la@(〈d',false〉::lc@〈comma,false〉::rs32)@〈bar,false〉::〈d2,true〉::rs3'@〈grid,false〉::rs0 = 
-                        (la@〈d',false〉::lc)@〈comma,false〉::rs32@〈bar,false〉::〈d2,true〉::rs3'@〈grid,false〉::rs0 )
-                    [| >associative_append normalize >associative_append % ]
-                    <H3 %
-                   ]
-                 ]
-              ]
-       |* #Hnobars #Htapee >Htapee -Htapee *
-         [whd in ⊢ (%→?); * #tapef * whd in ⊢ (%→?); #Htapef
-          cases (Htapef … (refl …)) -Htapef #_ #Htapef >Htapef -Htapef
-          whd in ⊢ (%→?); #Htapeout %2 % 
-          [% [//] whd #x #Hx @Hnobars @memb_append_l2 @memb_cons //
-          | >(Htapeout … (refl …)) % ]
-         |whd in ⊢ (%→?); * #tapef * whd in ⊢ (%→?); #Htapef
-          cases (Htapef … (refl …)) -Htapef 
-          whd in ⊢ ((??%?)→?); #Htemp destruct (Htemp) 
-         ]
-       |(* no marks in table *)
-        #x #membx @(no_marks_in_table … Htable) 
-        @memb_append_l2
-        cut (∀A,l1,l2.∀a:A. a::l1@l2=(a::l1)@l2) [//] #Hcut >Hcut
-        >H3 >associative_append @memb_append_l2 @memb_cons @membx
-       |(* no grids in table *)
-        #x #membx @(no_grids_in_table … Htable) 
-        @memb_append_l2
-        cut (∀A,l1,l2.∀a:A. a::l1@l2=(a::l1)@l2) [//] #Hcut >Hcut
-        >H3 >associative_append @memb_append_l2 @memb_cons @membx
-       |whd in ⊢ (??%?); >(bit_or_null_not_grid … Hd') >(bit_or_null_not_bar … Hd') %
-       ]
-     ]
-   |#x #membx @(no_marks_in_table … Htable) 
-    @memb_append_l2 @memb_cons @memb_append_l1 @membx 
-   |#x #membx @(no_marks_in_table … Htable) 
-    @memb_append_l1 @membx
-   |%
-   ]
- ]
-qed.
-
-(* 
-  MATCH TUPLE
-
-  scrolls through the tuples in the transition table until one matching the
-  current configuration is found
-*)
-
-definition match_tuple ≝  whileTM ? match_tuple_step (inr … (inl … (inr … start_nop))).
-
-lemma is_grid_true : ∀c.is_grid c = true → c = grid.
-* normalize [ #b ] #H // destruct (H)
-qed.
-
-(* possible variante ? 
-definition weakR_match_tuple ≝ λt1,t2.
-  (∀ls,cur,rs,b. t1 = midtape STape ls 〈grid,b〉 rs → t2 = t1) ∧
-  (∀c,l1,c1,l2,l3,ls0,rs0,n.
-  t1 = midtape STape (〈grid,false〉::ls0) 〈bit c,true〉 rs 
-    (l1@〈grid,false〉::l2@〈bit c1,true〉::l3@〈grid,false〉::rs0) → 
-  only_bits_or_nulls l1 → no_marks l1 → S n = |l1| →
-  table_TM (S n) (l2@〈c1,false〉::l3) → 
-  (* facciamo match *)
-  (∃l4,newc,mv,l5.
-   〈c1,false〉::l3 = l4@〈c,false〉::l1@〈comma,false〉::newc@〈comma,false〉::mv::l5 ∧
-   t2 = midtape ? (reverse ? l1@〈c,false〉::〈grid,false〉::ls0) 〈grid,false〉
-        (l2@l4@〈c,false〉::l1@〈comma,true〉::newc@〈comma,false〉::mv::l5@
-        〈grid,false〉::rs0))
-  ∨
-  (* non facciamo match su nessuna tupla;
-     non specifichiamo condizioni sul nastro di output, perché
-     non eseguiremo altre operazioni, quindi il suo formato non ci interessa *)
-  (current ? t2 = Some ? 〈grid,true〉 ∧
-   ∀l4,newc,mv,l5.
-   〈c1,false〉::l3 ≠ l4@〈c,false〉::l1@〈comma,false〉::newc@〈comma,false〉::mv::l5)).  
-*) 
-
-definition R_match_tuple0 ≝ λt1,t2.
-  ∀ls,cur,rs.
-  t1 = midtape STape ls cur rs → 
-  (is_grid (\fst cur) = true → t2 = t1) ∧
-  (∀c,l1,c1,l2,l3,ls0,rs0,n.
-  ls = 〈grid,false〉::ls0 → 
-  cur = 〈c,true〉 → 
-  rs = l1@〈grid,false〉::l2@〈bar,false〉::〈c1,true〉::l3@〈grid,false〉::rs0 → 
-  is_bit c = true → is_bit c1 = true → 
-  only_bits_or_nulls l1 → no_marks l1 → S n = |l1| →
-  table_TM (S n) (l2@〈bar,false〉::〈c1,false〉::l3) → 
-  (* facciamo match *)
-  (∃l4,newc,mv,l5.
-   〈bar,false〉::〈c1,false〉::l3 = l4@〈bar,false〉::〈c,false〉::l1@〈comma,false〉::newc@〈comma,false〉::mv::l5 ∧
-   t2 = midtape ? (reverse ? l1@〈c,false〉::〈grid,false〉::ls0) 〈grid,false〉
-        (l2@l4@〈bar,false〉::〈c,false〉::l1@〈comma,true〉::newc@〈comma,false〉::mv::l5@
-        〈grid,false〉::rs0))
-  ∨
-  (* non facciamo match su nessuna tupla;
-     non specifichiamo condizioni sul nastro di output, perché
-     non eseguiremo altre operazioni, quindi il suo formato non ci interessa *)
-  (current ? t2 = Some ? 〈grid,true〉 ∧
-   ∀l4,newc,mv,l5.
-   〈bar,false〉::〈c1,false〉::l3 ≠ l4@〈bar,false〉::〈c,false〉::l1@〈comma,false〉::newc@〈comma,false〉::mv::l5)).  
-
-axiom table_bit_after_bar : 
-  ∀n,l1,c,l2.table_TM n (l1@〈bar,false〉::〈c,false〉::l2) → is_bit c = true.
-
-lemma wsem_match_tuple : WRealize ? match_tuple R_match_tuple0.
-#intape #k #outc #Hloop 
-lapply (sem_while … sem_match_tuple_step intape k outc Hloop) [%] -Hloop
-* #ta * #Hstar @(star_ind_l ??????? Hstar)
-[ #tb whd in ⊢ (%→?); #Hleft
-  #ls #cur #rs #Htb cases (Hleft … Htb) #Hgrid #Houtc %
-  [ #_ @Houtc 
-  | #c #l1 #c1 #l2 #l3 #ls0 #rs0 #n #Hls #Hcur #Hrs 
-    >Hcur in Hgrid; #Hgrid >(is_grid_true … Hgrid) normalize in ⊢ (%→?);
-    #Hc destruct (Hc)
-  ]
-| (* in the interesting case, we execute a true iteration, then we restart the
-     while cycle, finally we end with a false iteration *)
-  #tb #tc #td whd in ⊢ (%→?); #Htc
-  #Hstar1 #IH whd in ⊢ (%→?); #Hright lapply (IH Hright) -IH whd in ⊢ (%→?); #IH
-  #ls #cur #rs #Htb %
-  [ (* cur can't be true because we assume at least one iteration *)
-    #Hcur cases (Htc … Htb) * #Hfalse @False_ind @Hfalse @(is_grid_true … Hcur)
-  | (* current and a tuple are marked *)
-   #c #l1 #c1 #l2 #l3 #ls0 #rs0 #n #Hls #Hcur #Hrs #Hc #Hc1 #Hl1bitnull #Hl1marks 
-   #Hl1len #Htable cases (Htc … Htb) -Htc -Htb * #_ #Htc
-   (* expose the marked tuple in table *)
-   cut (∃la,lb,mv,lc.l3 = la@〈comma,false〉::lb@〈comma,false〉::mv::lc ∧
-         S n = |la| ∧ only_bits_or_nulls la)
-   [@daemon] * #la * #lb * #mv * #lc * * #Hl3 #Hlalen #Hlabitnull
-   >Hl3 in Htable; >append_cons #Htable
-   >(?: l2@〈bar,false〉::〈c1,true〉::l3@〈grid,false〉::rs0
-      = (l2@[〈bar,false〉])@〈c1,true〉::la@〈comma,false〉::(lb@〈comma,false〉::mv::
-         lc)@〈grid,false〉::rs0) in Hrs;
-   [| >associative_append normalize >Hl3
-      >associative_append normalize % ] #Hrs
-   cases (Htc ????????? Hl1bitnull Hl1marks ?? Hlabitnull Hl1len ? Htable Hls Hcur Hrs)
-   [5: <Hl1len @Hlalen
-   |4: whd in ⊢ (??%?); >Hc1 %
-   |3: whd in ⊢ (??%?); >Hc %
-   |-Htc *
-     [ (* case 1: match successful *)
-       * #Heq #Htc % %{[]} %{lb} %{mv} %{lc} destruct (Heq) %
-       [%
-       | cases (IH … Htc) -IH #Houtc #_ >(Houtc (refl ??)) 
-         >Htc @eq_f normalize >associative_append normalize
-         >associative_append normalize %
-       ]     
-     | (* case 2: tuples don't match, we still have other tuples to try *)
-       * #Hdiff * #c2 * #l5 * #l6 * #Heqlblc #Htc
-       cases (IH ??? … Htc) -IH #_ #IH 
-       (* by induction hypothesis *)
-       lapply (IH ? l1 c2 (l2@〈bar,false〉::〈c1,false〉::la@〈comma,false〉::l5) l6 ? rs0 n (refl ??) (refl ??) ???????)
-       [ generalize in match Htable;
-         >associative_append normalize 
-         >associative_append normalize >Heqlblc
-         >associative_append normalize //
-       | @Hl1len
-       | @Hl1marks
-       | @Hl1bitnull
-       | (*???*) @daemon
-       | @Hc
-       | >associative_append normalize 
-         >associative_append normalize
-         >associative_append %
-       |-IH * 
-         [ (* the while finally matches a tuple *)
-           * #l7 * #newc * #mv0 * #l8 * #Hl7l8 #Houtc %
-           >Heqlblc @(ex_intro ?? (〈bar,false〉::〈c1,false〉::la@〈comma,false〉::l5@l7))
-           %{newc} %{mv0} %{l8} %
-           [ normalize >Hl7l8 >associative_append normalize 
-             >associative_append %
-           | >Houtc @eq_f >associative_append normalize
-             >associative_append normalize >associative_append 
-             normalize >associative_append %
-           ]
-         | (* the while fails finding a tuple: there are no matches in the whole table *)
-           * #Houtc #Hdiff1 %2 %
-           [ @Houtc
-           | #l50 #newc #mv0 #l51 >Heqlblc 
-             @daemon
-           ]
-         ]
-       ]
-     ]
-   | (* match failed and there is no next tuple: the next while cycle will just exit *)
-     * * #Hdiff #Hnobars generalize in match (refl ? tc);
-     cases tc in ⊢ (???% → %);
-     [ #_ normalize in ⊢ (??%?→?); #Hfalse destruct (Hfalse)
-     |2,3: #x #xs #_ normalize in ⊢ (??%?→?); #Hfalse destruct (Hfalse) ]
-     #ls1 #cur1 #rs1 #Htc normalize in ⊢ (??%?→?); #Hcur1
-     cases (IH … Htc) -IH #IH #_ %2 %
-     [ destruct (Hcur1) >IH [ >Htc % | % ]
-     | #l4 #newc #mv0 #l5
-       (* no_bars except the first one, where the tuple does not match ⇒ 
-          no match *)
-        @daemon
-     ]
-   ]
- ]
-qed.
-
-definition R_match_tuple ≝ λt1,t2.
-  ∀ls,c,l1,c1,l2,rs,n.
-  is_bit c = true → is_bit c1 = true →
-  only_bits_or_nulls l1 → no_marks l1 → S n = |l1| → 
-  table_TM (S n) (〈bar,false〉::〈c1,false〉::l2) → 
-  t1 = midtape STape (〈grid,false〉::ls) 〈c,true〉 
-         (l1@〈grid,false〉::〈bar,false〉::〈c1,true〉::l2@〈grid,false〉::rs) → 
-  (* facciamo match *)
-  (∃l3,newc,mv,l4.
-   〈bar,false〉::〈c1,false〉::l2 = l3@〈bar,false〉::〈c,false〉::l1@〈comma,false〉::newc@〈comma,false〉::mv::l4 ∧
-   t2 = midtape ? (reverse ? l1@〈c,false〉::〈grid,false〉::ls) 〈grid,false〉
-        (l3@〈bar,false〉::〈c,false〉::l1@〈comma,true〉::newc@〈comma,false〉::mv::l4@〈grid,false〉::rs))
-  ∨
-  (* non facciamo match su nessuna tupla;
-     non specifichiamo condizioni sul nastro di output, perché
-     non eseguiremo altre operazioni, quindi il suo formato non ci interessa *)
-  (current ? t2 = Some ? 〈grid,true〉 ∧
-   ∀l3,newc,mv,l4.
-   〈bar,false〉::〈c1,false〉::l2 ≠ l3@〈bar,false〉::〈c,false〉::l1@〈comma,false〉::newc@〈comma,false〉::mv::l4). 
-
-(* we still haven't proved termination *)
-axiom sem_match_tuple0 : Realize ? match_tuple R_match_tuple0.
-
-axiom Realize_to_Realize : 
-  ∀alpha,M,R1,R2.(∀t1,t2.R1 t1 t2 → R2 t1 t2) → Realize alpha M R1 → Realize alpha M R2.
-
-lemma sem_match_tuple : Realize ? match_tuple R_match_tuple.
-generalize in match sem_match_tuple0; @Realize_to_Realize
-#t1 #t2 #HR #ls #c #l1 #c1 #l2 #rs #n #Hc #Hc1 #Hl1bitsnulls #Hl1marks #Hl1len #Htable #Ht1
-cases (HR … Ht1) -HR #_ #HR
-@(HR ??? [] … (refl ??) (refl ??) (refl ??) Hc Hc1 Hl1bitsnulls Hl1marks
-          Hl1len  Htable)
-qed.
\ No newline at end of file