add an identity production for Arrange
[coq-hetmet.git] / src / HaskProofToStrong.v
index 6f75235..b6e8efe 100644 (file)
@@ -25,12 +25,6 @@ Section HaskProofToStrong.
 
   Definition ExprVarResolver Γ := VV -> LeveledHaskType Γ ★.
 
-  Definition ujudg2exprType {Γ}{Δ}(ξ:ExprVarResolver Γ)(j:UJudg Γ Δ) : Type :=
-    match j with
-      mkUJudg Σ τ => forall vars, Σ = mapOptionTree ξ vars ->
-        FreshM (ITree _ (fun t => Expr Γ Δ ξ t) τ)
-      end.
-
   Definition judg2exprType (j:Judg) : Type :=
     match j with
       (Γ > Δ > Σ |- τ) => forall (ξ:ExprVarResolver Γ) vars, Σ = mapOptionTree ξ vars ->
@@ -125,6 +119,14 @@ Section HaskProofToStrong.
     reflexivity.
     Qed.
     
+  Lemma fresh_lemma'' Γ 
+    : forall types ξ lev, 
+    FreshM { varstypes : _
+      |  mapOptionTree (update_ξ(Γ:=Γ)   ξ lev (leaves varstypes)) (mapOptionTree (@fst _ _) varstypes) = (types @@@ lev)
+      /\ distinct (leaves (mapOptionTree (@fst _ _) varstypes)) }.
+  admit.
+  Defined.
+
   Lemma fresh_lemma' Γ 
     : forall types vars Σ ξ lev, Σ = mapOptionTree ξ vars ->
     FreshM { varstypes : _
@@ -220,172 +222,136 @@ Section HaskProofToStrong.
       inversion pf2.
     Defined.
 
-  Definition urule2expr  : forall Γ Δ h j (r:@URule Γ Δ h j) (ξ:VV -> LeveledHaskType Γ ★),
-    ITree _ (ujudg2exprType ξ) h -> ITree _ (ujudg2exprType ξ) j.
-
-      refine (fix urule2expr Γ Δ h j (r:@URule Γ Δ h j) ξ {struct r} : 
-        ITree _ (ujudg2exprType ξ) h -> ITree _ (ujudg2exprType ξ) j :=
-        match r as R in URule H C return ITree _ (ujudg2exprType ξ) H -> ITree _ (ujudg2exprType ξ) C with
-          | RLeft   h c ctx r => let case_RLeft  := tt in (fun e => _) (urule2expr _ _ _ _ r)
-          | RRight  h c ctx r => let case_RRight := tt in (fun e => _) (urule2expr _ _ _ _ r)
-          | RCanL   t a       => let case_RCanL  := tt in _
-          | RCanR   t a       => let case_RCanR  := tt in _
-          | RuCanL  t a       => let case_RuCanL := tt in _
-          | RuCanR  t a       => let case_RuCanR := tt in _
-          | RAssoc  t a b c   => let case_RAssoc := tt in _
-          | RCossa  t a b c   => let case_RCossa := tt in _
-          | RExch   t a b     => let case_RExch  := tt in _
-          | RWeak   t a       => let case_RWeak  := tt in _
-          | RCont   t a       => let case_RCont  := tt in _
+  Definition ujudg2exprType Γ (ξ:ExprVarResolver Γ)(Δ:CoercionEnv Γ) Σ τ : Type :=
+    forall vars, Σ = mapOptionTree ξ vars -> FreshM (ITree _ (fun t => Expr Γ Δ ξ t) τ).
+
+  Definition urule2expr  : forall Γ Δ h j t (r:@Arrange _ h j) (ξ:VV -> LeveledHaskType Γ ★),
+    ujudg2exprType Γ ξ Δ h t ->
+    ujudg2exprType Γ ξ Δ j t
+    .
+    intros Γ Δ.
+      refine (fix urule2expr h j t (r:@Arrange _ h j) ξ {struct r} : 
+    ujudg2exprType Γ ξ Δ h t ->
+    ujudg2exprType Γ ξ Δ j t :=
+        match r as R in Arrange H C return
+    ujudg2exprType Γ ξ Δ H t ->
+    ujudg2exprType Γ ξ Δ C t
+ with
+          | RLeft   h c ctx r => let case_RLeft  := tt in (fun e => _) (urule2expr _ _ _ r)
+          | RRight  h c ctx r => let case_RRight := tt in (fun e => _) (urule2expr _ _ _ r)
+          | RId     a       => let case_RId    := tt in _
+          | RCanL   a       => let case_RCanL  := tt in _
+          | RCanR   a       => let case_RCanR  := tt in _
+          | RuCanL  a       => let case_RuCanL := tt in _
+          | RuCanR  a       => let case_RuCanR := tt in _
+          | RAssoc  a b c   => let case_RAssoc := tt in _
+          | RCossa  a b c   => let case_RCossa := tt in _
+          | RExch   a b     => let case_RExch  := tt in _
+          | RWeak   a       => let case_RWeak  := tt in _
+          | RCont   a       => let case_RCont  := tt in _
+          | RComp   a b c f g => let case_RComp  := tt in (fun e1 e2 => _) (urule2expr _ _ _ f) (urule2expr _ _ _ g)
           end); clear urule2expr; intros.
 
+      destruct case_RId.
+        apply X.
+
       destruct case_RCanL.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
-        apply (X0 ([],,vars)).
+        simpl; unfold ujudg2exprType; intros.
+        simpl in X.
+        apply (X ([],,vars)).
         simpl; rewrite <- H; auto.
 
       destruct case_RCanR.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
-        apply (X0 (vars,,[])).
+        simpl; unfold ujudg2exprType; intros.
+        simpl in X.
+        apply (X (vars,,[])).
         simpl; rewrite <- H; auto.
 
       destruct case_RuCanL.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
+        simpl; unfold ujudg2exprType; intros.
         destruct vars; try destruct o; inversion H.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
-        apply (X0 vars2); auto.
+        simpl in X.
+        apply (X vars2); auto.
 
       destruct case_RuCanR.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
+        simpl; unfold ujudg2exprType; intros.
         destruct vars; try destruct o; inversion H.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
-        apply (X0 vars1); auto.
+        simpl in X.
+        apply (X vars1); auto.
 
       destruct case_RAssoc.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
+        simpl; unfold ujudg2exprType; intros.
+        simpl in X.
         destruct vars; try destruct o; inversion H.
         destruct vars1; try destruct o; inversion H.
-        apply (X0 (vars1_1,,(vars1_2,,vars2))).
+        apply (X (vars1_1,,(vars1_2,,vars2))).
         subst; auto.
 
       destruct case_RCossa.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
+        simpl; unfold ujudg2exprType; intros.
+        simpl in X.
         destruct vars; try destruct o; inversion H.
         destruct vars2; try destruct o; inversion H.
-        apply (X0 ((vars1,,vars2_1),,vars2_2)).
+        apply (X ((vars1,,vars2_1),,vars2_2)).
         subst; auto.
 
+      destruct case_RExch.
+        simpl; unfold ujudg2exprType ; intros.
+        simpl in X.
+        destruct vars; try destruct o; inversion H.
+        apply (X (vars2,,vars1)).
+        inversion H; subst; auto.
+        
+      destruct case_RWeak.
+        simpl; unfold ujudg2exprType; intros.
+        simpl in X.
+        apply (X []).
+        auto.
+        
+      destruct case_RCont.
+        simpl; unfold ujudg2exprType ; intros.
+        simpl in X.
+        apply (X (vars,,vars)).
+        simpl.
+        rewrite <- H.
+        auto.
+
       destruct case_RLeft.
-        destruct c; [ idtac | apply no_urules_with_multiple_conclusions in r0; inversion r0; exists c1; exists c2; auto ].
-        destruct o; [ idtac | apply INone ].
-        destruct u; simpl in *.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
+        intro vars; unfold ujudg2exprType; intro H.
         destruct vars; try destruct o; inversion H.
-        set (fun q => ileaf (e ξ q)) as r'.
-        simpl in r'.
-        apply r' with (vars:=vars2).
-        clear r' e.
-        clear r0.
-        induction h0.
-          destruct a.
-          destruct u.
+        apply (fun q => e ξ q vars2 H2).
+        clear r0 e H2.
           simpl in X.
-          apply ileaf in X. 
-          apply ILeaf.
           simpl.
-          simpl in X.
+          unfold ujudg2exprType.
           intros.
           apply X with (vars:=vars1,,vars).
-          simpl.
           rewrite H0.
           rewrite H1.
+          simpl.
           reflexivity.
-          apply INone.
-          apply IBranch.
-          apply IHh0_1. inversion X; auto.
-          apply IHh0_2. inversion X; auto.
-          auto.
-        
+
       destruct case_RRight.
-        destruct c; [ idtac | apply no_urules_with_multiple_conclusions in r0; inversion r0; exists c1; exists c2; auto ].
-        destruct o; [ idtac | apply INone ].
-        destruct u; simpl in *.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
+        intro vars; unfold ujudg2exprType; intro H.
         destruct vars; try destruct o; inversion H.
-        set (fun q => ileaf (e ξ q)) as r'.
-        simpl in r'.
-        apply r' with (vars:=vars1).
-        clear r' e.
-        clear r0.
-        induction h0.
-          destruct a.
-          destruct u.
+        apply (fun q => e ξ q vars1 H1).
+        clear r0 e H2.
           simpl in X.
-          apply ileaf in X. 
-          apply ILeaf.
           simpl.
-          simpl in X.
+          unfold ujudg2exprType.
           intros.
           apply X with (vars:=vars,,vars2).
-          simpl.
           rewrite H0.
-          rewrite H2.
+          inversion H.
+          simpl.
           reflexivity.
-          apply INone.
-          apply IBranch.
-          apply IHh0_1. inversion X; auto.
-          apply IHh0_2. inversion X; auto.
-          auto.
 
-      destruct case_RExch.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
-        destruct vars; try destruct o; inversion H.
-        apply (X0 (vars2,,vars1)).
-        inversion H; subst; auto.
-        
-      destruct case_RWeak.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
-        apply (X0 []).
-        auto.
-        
-      destruct case_RCont.
-        apply ILeaf; simpl; intros.
-        inversion X.
-        simpl in X0.
-        apply (X0 (vars,,vars)).
-        simpl.
-        rewrite <- H.
-        auto.
+      destruct case_RComp.
+        apply e2.
+        apply e1.
+        apply X.
         Defined.
 
-  Definition bridge Γ Δ (c:Tree ??(UJudg Γ Δ)) ξ :
-    ITree Judg judg2exprType (mapOptionTree UJudg2judg c) -> ITree (UJudg Γ Δ) (ujudg2exprType ξ) c.
-    intro it.
-    induction c.
-    destruct a.
-      destruct u; simpl in *.
-      apply ileaf in it.
-      apply ILeaf.
-      simpl in *.
-      intros; apply it with (vars:=vars); auto.
-    apply INone.
-    apply IBranch; [ apply IHc1 | apply IHc2 ]; inversion it; auto.
-    Defined.
-
   Definition letrec_helper Γ Δ l (varstypes:Tree ??(VV * HaskType Γ ★)) ξ' :
     ITree (LeveledHaskType Γ ★)
          (fun t : LeveledHaskType Γ ★ => Expr Γ Δ ξ' t)
@@ -415,100 +381,137 @@ Section HaskProofToStrong.
       apply IHvarstypes2; inversion X; auto.
     Defined.
 
-  Definition case_helper tc Γ Δ lev tbranches avars ξ (Σ:Tree ??VV) :
-    forall pcb : ProofCaseBranch tc Γ Δ lev tbranches avars,
-    judg2exprType (pcb_judg pcb) ->
-    (pcb_freevars pcb) = mapOptionTree ξ Σ ->
-    FreshM
-    {scb : StrongCaseBranchWithVVs VV eqdec_vv tc avars &
-    Expr (sac_Γ scb Γ) (sac_Δ scb Γ avars (weakCK'' Δ)) 
-    (scbwv_ξ scb ξ lev) (weakLT' (tbranches @@  lev))}.
+  Definition unindex_tree {V}{F} : forall {t:Tree ??V}, ITree V F t -> Tree ??{ v:V & F v }.
+    refine (fix rec t it := match it as IT return Tree ??{ v:V & F v } with
+      | INone => T_Leaf None
+      | ILeaf x y => T_Leaf (Some _)
+      | IBranch _ _ b1 b2 => (rec _ b1),,(rec _ b2)
+            end).
+    exists x; auto.
+    Defined.
+
+  Definition fix_indexing X (F:X->Type)(J:X->Type)(t:Tree ??{ x:X & F x })
+    :  ITree { x:X & F x } (fun x => J (projT1 x))                                t
+    -> ITree X             (fun x:X => J x)   (mapOptionTree (@projT1 _ _) t).
+    intro it.
+    induction it; simpl in *.
+    apply INone.
+    apply ILeaf.
+    apply f.
+    simpl; apply IBranch; auto.
+    Defined.
 
-    intros.
+  Definition fix2 {X}{F} : Tree ??{ x:X & FreshM (F x) } -> Tree ??(FreshM { x:X & F x }).
+    refine (fix rec t := match t with
+      | T_Leaf None => T_Leaf None
+      | T_Leaf (Some x) => T_Leaf (Some _)
+      | T_Branch b1 b2 => T_Branch (rec b1) (rec b2)
+            end).
+    destruct x as [x fx].
+    refine (bind fx' = fx ; return _).
+    apply FreshMon.
+    exists x.
+    apply fx'.
+    Defined.
+  
+  Definition case_helper tc Γ Δ lev tbranches avars ξ :
+    forall pcb:{sac : StrongAltCon & ProofCaseBranch tc Γ Δ lev tbranches avars sac},
+     prod (judg2exprType (pcb_judg (projT2 pcb))) {vars' : Tree ??VV & pcb_freevars (projT2 pcb) = mapOptionTree ξ vars'} ->
+     ((fun sac => FreshM
+       { scb : StrongCaseBranchWithVVs VV eqdec_vv tc avars sac
+         & Expr (sac_Γ sac Γ) (sac_Δ sac Γ avars (weakCK'' Δ)) (scbwv_ξ scb ξ lev) (weakLT' (tbranches @@  lev)) }) (projT1 pcb)).
+    intro pcb.
+    intro X.
     simpl in X.
-    destruct pcb.
+    simpl.
+    destruct pcb as [sac pcb].
     simpl in *.
-    set (sac_types pcb_scb _ avars) as boundvars.
-    refine (fresh_lemma' _ (unleaves (vec2list boundvars)) Σ (mapOptionTree weakLT' pcb_freevars) (weakLT' ○ ξ) (weakL' lev) _
-      >>>= fun ξvars => _). apply FreshMon.
-    rewrite H.
-    rewrite <- mapOptionTree_compose.
-    reflexivity.
-      destruct ξvars as [ exprvars [pf1 [pf2 pfdistinct]]].
-      set (list2vec (leaves (mapOptionTree (@fst _ _) exprvars))) as exprvars'. 
-
-   assert (distinct (vec2list exprvars')) as pfdistinct'.
-     unfold exprvars'.
-     rewrite vec2list_list2vec.
-     apply pfdistinct.
-
-      assert (sac_numExprVars pcb_scb = Datatypes.length (leaves (mapOptionTree (@fst _ _) exprvars))) as H'.
-        rewrite <- mapOptionTree_compose in pf2.
-        simpl in pf2.
-        rewrite mapleaves.
-        rewrite <- map_preserves_length.
-        rewrite map_preserves_length with (f:=
-          (@update_ξ VV eqdec_vv (@sac_Γ tc pcb_scb Γ)
-            (@weakLT' Γ (@vec2list (@sac_numExTyVars tc pcb_scb) Kind (@sac_ekinds tc pcb_scb)) ★ ○ ξ)
-            (@weakL'  Γ (@vec2list (@sac_numExTyVars tc pcb_scb) Kind (@sac_ekinds tc pcb_scb)) lev)
-            (@leaves (VV * HaskType (@sac_Γ tc pcb_scb Γ) ★) exprvars) ○ @fst VV (HaskType (@sac_Γ tc pcb_scb Γ) ★))).
-        rewrite <- mapleaves.
-        rewrite pf2.       
-        rewrite <- mapleaves'.
-        rewrite leaves_unleaves.
-        rewrite vec2list_map_list2vec.
-        rewrite vec2list_len.
-        reflexivity.
-
-        clear pfdistinct'.
-     rewrite <- H' in exprvars'.
-       clear H'.
-   assert (distinct (vec2list exprvars')) as pfdistinct'.
-     admit.
-
-   set (@Build_StrongCaseBranchWithVVs VV _ tc _ avars pcb_scb exprvars' pfdistinct') as scb.
-      set (scbwv_ξ scb ξ lev) as ξ'.
-      refine (X ξ' (Σ,,(unleaves (vec2list exprvars'))) _ >>>= fun X' => return _). apply FreshMon.
+
+    destruct X.
+    destruct s as [vars vars_pf].
+
+    refine (bind localvars = fresh_lemma' _ (unleaves  (vec2list (sac_types sac _ avars))) vars 
+      (mapOptionTree weakLT' (pcb_freevars pcb)) (weakLT' ○ ξ) (weakL' lev) _  ; _).
+      apply FreshMon.
+      rewrite vars_pf.
+      rewrite <- mapOptionTree_compose.
+      reflexivity.
+      destruct localvars as [localvars [localvars_pf1 [localvars_pf2 localvars_dist ]]].
+      set (mapOptionTree (@fst _ _) localvars) as localvars'.
+
+    set (list2vec (leaves localvars')) as localvars''.
+    cut (length (leaves localvars') = sac_numExprVars sac). intro H''.
+      rewrite H'' in localvars''.
+    cut (distinct (vec2list localvars'')). intro H'''.
+    set (@Build_StrongCaseBranchWithVVs _ _ _ _ avars sac localvars'' H''') as scb.
+
+    refine (bind q = (f (scbwv_ξ scb ξ lev) (vars,,(unleaves (vec2list (scbwv_exprvars scb)))) _) ; return _).
+      apply FreshMon.
       simpl.
-      unfold ξ'.
       unfold scbwv_ξ.
+      rewrite vars_pf.
+      rewrite <- mapOptionTree_compose.
+      clear localvars_pf1.
       simpl.
-      admit.
-
-    apply ileaf in X'.
-      simpl in X'.
-      exists scb.
-      unfold weakCK''.
-      unfold ξ' in X'.
-      apply X'.
-    Defined.
+      rewrite mapleaves'.
 
-  Fixpoint treeM {T}(t:Tree ??(FreshM T)) : FreshM (Tree ??T) :=
-    match t with
-      | T_Leaf None     => return []
-      | T_Leaf (Some x) => bind x' = x ; return [x']
-      | T_Branch b1 b2  => bind b1' = treeM b1 ; bind b2' = treeM b2 ; return (b1',,b2')
-    end.
+    admit.
+
+    exists scb.
+    apply ileaf in q.
+    apply q.
 
-  Lemma itree_mapOptionTree : forall T T' F (f:T->T') t,
-    ITree _ F (mapOptionTree f t) ->
-    ITree _ (F ○ f) t.
+    admit.
+    admit.
+    Defined.
+
+  Definition gather_branch_variables
+    Γ Δ (ξ:VV -> LeveledHaskType Γ ★) tc avars tbranches lev (alts:Tree ?? {sac : StrongAltCon &
+                ProofCaseBranch tc Γ Δ lev tbranches avars sac})
+    :
+    forall vars,
+    mapOptionTreeAndFlatten (fun x => pcb_freevars(Γ:=Γ) (projT2 x)) alts = mapOptionTree ξ vars
+    -> ITree Judg judg2exprType (mapOptionTree (fun x => pcb_judg (projT2 x)) alts)
+    -> ITree _ (fun q => prod (judg2exprType (pcb_judg (projT2 q))) 
+      { vars' : _ & pcb_freevars (projT2 q) = mapOptionTree ξ vars' })
+  alts.
+    induction alts;
+    intro vars;
+    intro pf;
+    intro source.
+    destruct a; [ idtac | apply INone ].
+    simpl in *.
+    apply ileaf in source.
+    apply ILeaf.
+    destruct s as [sac pcb].
+    simpl in *.
+    split.
     intros.
-    induction t; try destruct a; simpl in *.
-      apply ILeaf.
-      inversion X; auto.
-      apply INone.
-      apply IBranch.
-        apply IHt1; inversion X; auto.
-        apply IHt2; inversion X; auto.
-        Defined.
+    eapply source.
+    apply H.
+    clear source.
+
+    exists vars.
+    auto.
+
+    simpl in pf.
+    destruct vars; try destruct o; simpl in pf; inversion pf.
+    simpl in source.
+    inversion source.
+    subst.
+    apply IBranch.
+    apply (IHalts1 vars1 H0 X); auto.
+    apply (IHalts2 vars2 H1 X0); auto.
+
+    Defined.
+
 
   Definition rule2expr : forall h j (r:Rule h j), ITree _ judg2exprType h -> ITree _ judg2exprType j.
 
     intros h j r.
 
       refine (match r as R in Rule H C return ITree _ judg2exprType H -> ITree _ judg2exprType C with
-      | RURule a b c d e              => let case_RURule := tt        in _
+      | RArrange a b c d e  r         => let case_RURule := tt        in _
       | RNote   Γ Δ Σ τ l n           => let case_RNote := tt         in _
       | RLit    Γ Δ l     _           => let case_RLit := tt          in _
       | RVar    Γ Δ σ         p       => let case_RVar := tt          in _
@@ -521,27 +524,26 @@ Section HaskProofToStrong.
       | RAbsCo  Γ Δ Σ κ σ  σ₁ σ₂  y   => let case_RAbsCo := tt        in _
       | RApp    Γ Δ Σ₁ Σ₂ tx te p     => let case_RApp := tt          in _
       | RLet    Γ Δ Σ₁ Σ₂ σ₁ σ₂ p     => let case_RLet := tt          in _
-      | RBindingGroup Γ p lri m x q   => let case_RBindingGroup := tt in _
-      | REmptyGroup _ _               => let case_REmptyGroup := tt   in _
+      | RJoin Γ p lri m x q   => let case_RJoin := tt in _
+      | RVoid _ _               => let case_RVoid := tt   in _
       | RBrak   Σ a b c n m           => let case_RBrak := tt         in _
       | REsc    Σ a b c n m           => let case_REsc := tt          in _
       | RCase   Γ Δ lev tc Σ avars tbranches alts => let case_RCase := tt         in _
       | RLetRec Γ Δ lri x y t         => let case_RLetRec := tt       in _
       end); intro X_; try apply ileaf in X_; simpl in X_.
 
-  destruct case_RURule.
-    destruct d; try destruct o.
-      apply ILeaf; destruct u; simpl; intros.
-      set (@urule2expr a b _ _ e ξ) as q.
-      set (fun z => ileaf (q z)) as q'.
+    destruct case_RURule.
+      apply ILeaf. simpl. intros.
+      set (@urule2expr a b _ _ e r0 ξ) as q.
+      set (fun z => q z) as q'.
       simpl in q'.
       apply q' with (vars:=vars).
       clear q' q.
-      apply bridge.
-      apply X_.
+      unfold ujudg2exprType.
+      intros.
+      apply X_ with (vars:=vars0).
+      auto.
       auto.
-      apply no_urules_with_empty_conclusion in e; inversion e; auto.
-      apply no_urules_with_multiple_conclusions in e; inversion e; auto; exists d1; exists d2; auto.
 
   destruct case_RBrak.
     apply ILeaf; simpl; intros; refine (X_ ξ vars H >>>= fun X => return ILeaf _ _). apply FreshMon.
@@ -571,7 +573,6 @@ Section HaskProofToStrong.
   destruct case_RGlobal.
     apply ILeaf; simpl; intros; refine (return ILeaf _ _).
     apply EGlobal.
-    apply wev.
 
   destruct case_RLam.
     apply ILeaf.
@@ -579,7 +580,7 @@ Section HaskProofToStrong.
     refine (fresh_lemma _ ξ vars _ tx x H >>>= (fun pf => _)).
     apply FreshMon.
     destruct pf as [ vnew [ pf1 pf2 ]].
-    set (update_ξ ξ x ((⟨vnew, tx  ⟩) :: nil)) as ξ' in *.
+    set (update_ξ ξ x (((vnew, tx  )) :: nil)) as ξ' in *.
     refine (X_ ξ' (vars,,[vnew]) _ >>>= _).
     apply FreshMon.
     simpl.
@@ -603,7 +604,7 @@ Section HaskProofToStrong.
     apply ileaf in X. simpl in X.
     apply X.
 
-  destruct case_RBindingGroup.
+  destruct case_RJoin.
     apply ILeaf; simpl; intros.
     inversion X_.
     apply ileaf in X.
@@ -635,7 +636,7 @@ Section HaskProofToStrong.
     apply ileaf in q1'.
     apply ileaf in q2'.
     simpl in *.
-    apply (EApp _ _ _ _ _ _ q1' q2').
+    apply (EApp _ _ _ _ _ _ q2' q1').
 
   destruct case_RLet.
     apply ILeaf.
@@ -644,15 +645,16 @@ Section HaskProofToStrong.
     refine (fresh_lemma _ ξ vars1 _ σ₂ p H1 >>>= (fun pf => _)).
     apply FreshMon.
     destruct pf as [ vnew [ pf1 pf2 ]].
-    set (update_ξ ξ p ((⟨vnew, σ₂  ⟩) :: nil)) as ξ' in *.
+    set (update_ξ ξ p (((vnew, σ₂ )) :: nil)) as ξ' in *.
     inversion X_.
     apply ileaf in X.
     apply ileaf in X0.
     simpl in *.
-    refine (X0 ξ  vars2 _ >>>= fun X0' => _).
+    refine (X ξ  vars2 _ >>>= fun X0' => _).
     apply FreshMon.
     auto.
-    refine (X  ξ' (vars1,,[vnew]) _ >>>= fun X1' => _).
+
+    refine (X0 ξ' (vars1,,[vnew]) _ >>>= fun X1' => _).
     apply FreshMon.
     rewrite H1.
     simpl.
@@ -660,6 +662,7 @@ Section HaskProofToStrong.
     rewrite pf1.
     rewrite H1.
     reflexivity.
+
     refine (return _).
     apply ILeaf.
     apply ileaf in X0'.
@@ -669,7 +672,7 @@ Section HaskProofToStrong.
     apply X0'.
     apply X1'.
 
-  destruct case_REmptyGroup.
+  destruct case_RVoid.
     apply ILeaf; simpl; intros.
     refine (return _).
     apply INone.
@@ -715,6 +718,7 @@ Section HaskProofToStrong.
     inversion X; subst; clear X.
 
     apply (@ELetRec _ _ _ _ _ _ _ varstypes).
+    auto.
     apply (@letrec_helper Γ Δ t varstypes).
     rewrite <- pf2 in X1.
     rewrite mapOptionTree_compose.
@@ -729,38 +733,41 @@ Section HaskProofToStrong.
     subst.
     apply ileaf in X0.
     simpl in X0.
-    set (mapOptionTreeAndFlatten pcb_freevars alts) as Σalts in *.
-    refine (bind ξvars = fresh_lemma' _ (mapOptionTree unlev (Σalts,,Σ)) _ _ _ lev H ; _).
-      apply FreshMon.
-      destruct vars; try destruct o; inversion H; clear H.
-      rename vars1 into varsalts.
-      rename vars2 into varsΣ.
 
-    refine ( _ >>>= fun Y => X0 ξ varsΣ _ >>>= fun X => return ILeaf _ (@ECase _ _ _ _ _ _ _ _ _ (ileaf X) Y)); auto.
+    (* body_freevars and alts_freevars are the types of variables in the body and alternatives (respectively) which are free
+     * from the viewpoint just outside the case block -- i.e. not bound by any of the branches *)
+    rename Σ into body_freevars_types.
+    rename vars into all_freevars.
+    rename X0 into body_expr.
+    rename X  into alts_exprs.
+
+    destruct all_freevars; try destruct o; inversion H.
+    rename all_freevars2 into body_freevars.
+    rename all_freevars1 into alts_freevars.
+
+    set (gather_branch_variables _ _ _ _ _ _ _ _ _ H1 alts_exprs) as q.
+    set (itmap (fun pcb alt_expr => case_helper tc Γ Δ lev tbranches avars ξ pcb alt_expr) q) as alts_exprs'.
+    apply fix_indexing in alts_exprs'.
+    simpl in alts_exprs'.
+    apply unindex_tree in alts_exprs'.
+    simpl in alts_exprs'.
+    apply fix2 in alts_exprs'.
+    apply treeM in alts_exprs'.
+
+    refine ( alts_exprs' >>>= fun Y =>
+      body_expr ξ _ _
+      >>>= fun X => return ILeaf _ (@ECase _ _ _ _ _ _ _ _ _ (ileaf X) Y)); auto.
       apply FreshMon.
-      destruct ξvars as [varstypes [pf1 pf2]].
-
-      apply treeM.
-      apply itree_mapOptionTree in X.
-      refine (itree_to_tree (itmap _ X)).
-      intros.
-      eapply case_helper.
-      apply X1.
-      instantiate (1:=varsΣ).
-      rewrite <- H2.
-      admit.
       apply FreshMon.
+      apply H2.
     Defined.
 
-  Definition closed2expr : forall c (pn:@ClosedND _ Rule c), ITree _ judg2exprType c.
-    refine ((
-      fix closed2expr' j (pn:@ClosedND _ Rule j) {struct pn} : ITree _ judg2exprType j :=
-      match pn in @ClosedND _ _ J return ITree _ judg2exprType J with
-      | cnd_weak             => let case_nil    := tt in INone _ _
-      | cnd_rule h c cnd' r  => let case_rule   := tt in rule2expr _ _ r (closed2expr' _ cnd')
-      | cnd_branch _ _ c1 c2 => let case_branch := tt in IBranch _ _ (closed2expr' _ c1) (closed2expr' _ c2)
-      end)); clear closed2expr'; intros; subst.
-        Defined.
+  Fixpoint closed2expr h j (pn:@SIND _ Rule h j) {struct pn} : ITree _ judg2exprType h -> ITree _ judg2exprType j :=
+    match pn in @SIND _ _ H J return ITree _ judg2exprType H -> ITree _ judg2exprType J with
+    | scnd_weak   _             => let case_nil    := tt in fun _ => INone _ _
+    | scnd_comp   x h c cnd' r  => let case_rule   := tt in fun q => rule2expr _ _ r (closed2expr _ _ cnd' q)
+    | scnd_branch _ _ _ c1 c2   => let case_branch := tt in fun q => IBranch _ _ (closed2expr _ _ c1 q) (closed2expr _ _ c2 q)
+    end.
 
   Lemma manyFresh : forall Γ Σ (ξ0:VV -> LeveledHaskType Γ ★),
     FreshM { vars : _ & { ξ : VV -> LeveledHaskType Γ ★ & Σ = mapOptionTree ξ vars } }.
@@ -798,7 +805,7 @@ Section HaskProofToStrong.
     {zz:ToString VV} : ND Rule [] [Γ > Δ > Σ |- [τ]] ->
     FreshM (???{ ξ : _ & Expr Γ Δ ξ τ}).
     intro pf.
-    set (closedFromSCND _ _ (mkSCND systemfc_all_rules_one_conclusion _ _ _ pf (scnd_weak [])) cnd_weak) as cnd.
+    set (mkSIND systemfc_all_rules_one_conclusion _ _ _ pf (scnd_weak [])) as cnd.
     apply closed2expr in cnd.
     apply ileaf in cnd.
     simpl in *.
@@ -813,6 +820,7 @@ Section HaskProofToStrong.
     refine (return OK _).
     exists ξ.
     apply (ileaf it).
+    apply INone.
     Defined.
 
 End HaskProofToStrong.