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[coq-hetmet.git] / src / ProgrammingLanguage.v
index de7c7f0..83b435a 100644 (file)
@@ -18,6 +18,8 @@ Require Import Enrichment_ch2_8.
 Require Import Subcategories_ch7_1.
 Require Import NaturalTransformations_ch7_4.
 Require Import NaturalIsomorphisms_ch7_5.
+Require Import BinoidalCategories.
+Require Import PreMonoidalCategories.
 Require Import MonoidalCategories_ch7_8.
 Require Import Coherence_ch7_8.
 Require Import Enrichment_ch2_8.
@@ -25,23 +27,16 @@ Require Import RepresentableStructure_ch7_2.
 Require Import FunctorCategories_ch7_7.
 
 Require Import NaturalDeduction.
-Require Import NaturalDeductionCategory.
-
-Require Import FreydCategories.
-
-Require Import Reification.
-Require Import GeneralizedArrow.
-Require Import GeneralizedArrowFromReification.
 
 Section Programming_Language.
 
   Context {T    : Type}.               (* types of the language *)
 
-  Context (Judg : Type).
-  Context (sequent : Tree ??T -> Tree ??T -> Judg).
+  Definition PLJudg := (Tree ??T) * (Tree ??T).
+  Definition sequent := @pair (Tree ??T) (Tree ??T).
      Notation "cs |= ss" := (sequent cs ss) : pl_scope.
 
-  Context {Rule : Tree ??Judg -> Tree ??Judg -> Type}.
+  Context {Rule : Tree ??PLJudg -> Tree ??PLJudg -> Type}.
 
   Notation "H /⋯⋯/ C" := (ND Rule H C) : pl_scope.
 
@@ -50,192 +45,15 @@ Section Programming_Language.
   Open Scope pl_scope.
 
   Class ProgrammingLanguage :=
-  { pl_eqv                :  @ND_Relation Judg Rule where "pf1 === pf2" := (@ndr_eqv _ _ pl_eqv _ _ pf1 pf2)
-  ; pl_tsr                :> @TreeStructuralRules Judg Rule T sequent
-  ; pl_sc                 :> @SequentCalculus Judg Rule _ sequent
-  ; pl_subst              :> @CutRule Judg Rule _ sequent pl_eqv pl_sc
-  ; pl_sequent_join       :> @SequentExpansion Judg Rule T sequent pl_eqv pl_sc pl_subst
+  { pl_eqv0               :> @ND_Relation PLJudg Rule
+  ; pl_snd                :> @SequentND PLJudg Rule _ sequent
+  ; pl_cnd                :> @ContextND PLJudg Rule T sequent pl_snd
+  ; pl_eqv1               :> @SequentND_Relation PLJudg Rule _ sequent pl_snd pl_eqv0
+  ; pl_eqv                :> @ContextND_Relation PLJudg Rule _ sequent pl_snd pl_cnd pl_eqv0 pl_eqv1
   }.
   Notation "pf1 === pf2" := (@ndr_eqv _ _ pl_eqv _ _ pf1 pf2) : temporary_scope3.
+  Coercion pl_eqv  : ProgrammingLanguage >-> ContextND_Relation.
+  Coercion pl_cnd  : ProgrammingLanguage >-> ContextND.
 
-  Section LanguageCategory.
-
-    Context (PL:ProgrammingLanguage).
-
-    (* category of judgments in a fixed type/coercion context *)
-    Definition Judgments_cartesian := @Judgments_Category_CartesianCat _ Rule pl_eqv.
-
-    Definition JudgmentsL          := Judgments_cartesian.
-
-    Definition identityProof t : [] ~~{JudgmentsL}~~> [t |= t].
-      unfold hom; simpl.
-      apply nd_seq_reflexive.
-      Defined.
-
-    Definition cutProof a b c : [a |= b],,[b |= c] ~~{JudgmentsL}~~> [a |= c].
-      unfold hom; simpl.
-      apply pl_subst.
-      Defined.
-
-    Definition TypesL : ECategory JudgmentsL (Tree ??T) (fun x y => [x|=y]).
-      refine
-      {| eid   := identityProof
-       ; ecomp := cutProof
-      |}; intros.
-      apply MonoidalCat_all_central.
-      apply MonoidalCat_all_central.
-      unfold identityProof; unfold cutProof; simpl.
-      apply nd_cut_left_identity.
-      unfold identityProof; unfold cutProof; simpl.
-      apply nd_cut_right_identity.
-      unfold identityProof; unfold cutProof; simpl.
-      symmetry.
-      apply nd_cut_associativity.
-      Defined.
-
-    Definition Types_first c : EFunctor TypesL TypesL (fun x => x,,c ).
-      refine {| efunc := fun x y => (@se_expand_right _ _ _ _ _ _ _ (@pl_sequent_join PL) c x y) |}.
-      intros; apply MonoidalCat_all_central.
-      intros. unfold ehom. unfold hom. unfold identityProof. unfold eid. simpl. unfold identityProof.
-      apply se_reflexive_right.
-      intros. unfold ehom. unfold comp. simpl. unfold cutProof.
-      rewrite <- (@ndr_prod_preserves_comp _ _ pl_eqv _ _ (se_expand_right _ c) _ _ (nd_id1 (b|=c0))
-                  _ (nd_id1 (a,,c |= b,,c))  _ (se_expand_right _ c)).
-      setoid_rewrite (@ndr_comp_right_identity _ _ pl_eqv _ [a,, c |= b,, c]).
-      setoid_rewrite (@ndr_comp_left_identity  _ _ pl_eqv [b |= c0]).
-      apply se_cut_right.
-      Defined.
-
-    Definition Types_second c : EFunctor TypesL TypesL (fun x => c,,x).
-      eapply Build_EFunctor.
-      instantiate (1:=(fun x y => ((@se_expand_left _ _ _ _ _ _ _ (@pl_sequent_join PL) c x y)))).
-      intros; apply MonoidalCat_all_central.
-      intros. unfold ehom. unfold hom. unfold identityProof. unfold eid. simpl. unfold identityProof.
-      apply se_reflexive_left.
-      intros. unfold ehom. unfold comp. simpl. unfold cutProof.
-      rewrite <- (@ndr_prod_preserves_comp _ _ pl_eqv _ _ (se_expand_left _ c) _ _ (nd_id1 (b|=c0))
-                  _ (nd_id1 (c,,a |= c,,b))  _ (se_expand_left _ c)).
-      setoid_rewrite (@ndr_comp_right_identity _ _ pl_eqv _ [c,,a |= c,,b]).
-      setoid_rewrite (@ndr_comp_left_identity  _ _ pl_eqv [b |= c0]).
-      apply se_cut_left.
-      Defined.
-
-    Definition Types_binoidal : BinoidalCat TypesL (@T_Branch _).
-      refine
-        {| bin_first  := Types_first
-         ; bin_second := Types_second
-         |}.
-      Defined.
-
-    Definition Types_assoc a b : Types_second a >>>> Types_first b <~~~> Types_first b >>>> Types_second a.
-      admit.
-      Defined.
-
-    Definition Types_cancelr   : Types_first [] <~~~> functor_id _.
-      admit.
-      Defined.
-
-    Definition Types_cancell   : Types_second [] <~~~> functor_id _.
-      admit.
-      Defined.
-
-    Definition Types_assoc_ll a b : Types_second (a,,b) <~~~> Types_second b >>>> Types_second a.
-      admit.
-      Defined.
-
-    Definition Types_assoc_rr a b : Types_first (a,,b) <~~~> Types_first a >>>> Types_first b.
-      admit.
-      Defined.
-
-    Instance Types_PreMonoidal : PreMonoidalCat Types_binoidal [] :=
-        { pmon_assoc    := Types_assoc
-        ; pmon_cancell  := Types_cancell
-        ; pmon_cancelr  := Types_cancelr
-        ; pmon_assoc_rr := Types_assoc_rr
-        ; pmon_assoc_ll := Types_assoc_ll
-        }.
-        admit. (* pentagon law *)
-        admit. (* triangle law *)
-        admit. (* assoc_rr/assoc coherence *)
-        admit. (* assoc_ll/assoc coherence *)
-        Defined.
-
-    Definition TypesEnrichedInJudgments : Enrichment.
-      refine {| enr_c := TypesL |}.
-      Defined.
-
-    Structure HasProductTypes :=
-    {
-    }.
-
-    (* need to prove that if we have cartesian tuples we have cartesian contexts *)
-    Definition LanguagesWithProductsAreSMME : HasProductTypes -> SurjectiveMonicMonoidalEnrichment TypesEnrichedInJudgments.
-      admit.
-      Defined.
-
-  End LanguageCategory.
 End Programming_Language.
 
-Structure ProgrammingLanguageSMME :=
-{ plsmme_t       : Type
-; plsmme_judg    : Type
-; plsmme_sequent : Tree ??plsmme_t -> Tree ??plsmme_t -> plsmme_judg
-; plsmme_rule    : Tree ??plsmme_judg -> Tree ??plsmme_judg -> Type
-; plsmme_pl      : @ProgrammingLanguage plsmme_t plsmme_judg plsmme_sequent plsmme_rule
-; plsmme_smme    : SurjectiveMonicMonoidalEnrichment (TypesEnrichedInJudgments _ _ plsmme_pl)
-}.
-Coercion plsmme_pl   : ProgrammingLanguageSMME >-> ProgrammingLanguage.
-Coercion plsmme_smme : ProgrammingLanguageSMME >-> SurjectiveMonicMonoidalEnrichment.
-
-Section ArrowInLanguage.
-  Context  (Host:ProgrammingLanguageSMME).
-  Context `(CC:CartesianCat (me_mon Host)).
-  Context `(K:@ECategory _ _ _ _ _ _ (@car_mn _ _ _ _ _ _ _ CC) C Kehom).
-  Context `(pmc:PreMonoidalCat K bobj mobj (@one _ _ _ (cartesian_terminal C))).
-    (* FIXME *)
-    (*
-    Definition ArrowInProgrammingLanguage := 
-      @FreydCategory _ _ _ _ _ _ (@car_mn _ _ _ _ _ _ _ CC) _ _ _ _ pmc.
-      *)
-End ArrowInLanguage.
-
-Section GArrowInLanguage.
-  Context (Guest:ProgrammingLanguageSMME).
-  Context (Host :ProgrammingLanguageSMME).
-  Definition GeneralizedArrowInLanguage := GeneralizedArrow Guest Host.
-
-  (* FIXME
-  Definition ArrowsAreGeneralizedArrows : ArrowInProgrammingLanguage -> GeneralizedArrowInLanguage.
-  *)
-  Definition TwoLevelLanguage := Reification Guest Host (me_i Host).
-
-  Context (GuestHost:TwoLevelLanguage).
-
-  Definition FlatObject (x:TypesL _ _ Host) :=
-    forall y1 y2, not ((reification_r_obj GuestHost y1 y2)=x).
-
-  Definition FlatSubCategory := FullSubcategory (TypesL _ _ Host) FlatObject.
-
-  Section Flattening.
-
-    Context  (F:Retraction (TypesL _ _ Host) FlatSubCategory).
-    Definition FlatteningOfReification := garrow_from_reification Guest Host GuestHost >>>> F.
-    Lemma FlatteningIsNotDestructive : 
-      FlatteningOfReification >>>> retraction_retraction F >>>> RepresentableFunctor _ (me_i Host) ~~~~ GuestHost.
-      admit.
-      Qed.
-
-  End Flattening.
-
-End GArrowInLanguage.
-
-Inductive NLevelLanguage : nat -> ProgrammingLanguageSMME -> Type :=
-| NLevelLanguage_zero : forall lang,    NLevelLanguage O lang
-| NLevelLanguage_succ : forall (L1 L2:ProgrammingLanguageSMME) n,
-                          TwoLevelLanguage L1 L2 -> NLevelLanguage n L1 -> NLevelLanguage (S n) L2.
-
-Definition OmegaLevelLanguage : Type :=
-  { f : nat -> ProgrammingLanguageSMME
-  & forall n, TwoLevelLanguage (f n) (f (S n)) }.
-  
-Implicit Arguments ND [ Judgment ].