The 𝜆 Π λ Π -calculus modulo rewriting
The frozen framework rules are
𝑥 : 𝐴 ∈ Γ x : A ∈ Γ
Σ ; Γ ⊢ 𝑥 : 𝐴 Σ ; Γ ⊢ x : A
Mod-Var 𝑐 : 𝐴 ∈ Σ c : A ∈ Σ
Σ ; Γ ⊢ 𝑐 : 𝐴 Σ ; Γ ⊢ c : A
Mod-Const Σ ; Γ 𝖼 𝗍 𝗑 Σ ; Γ ctx
Σ ; Γ ⊢ 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 : 𝖪 𝗂 𝗇 𝖽 Σ ; Γ ⊢ Type : Kind
Mod-Type
Σ ; Γ ⊢ 𝐴 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 Σ ; Γ ⊢ A : Type Σ ; Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝐵 : 𝑠 Σ ; Γ , x : A ⊢ B : s
Σ ; Γ ⊢ ∏ 𝑥 : 𝐴 𝐵 : 𝑠 Σ ; Γ ⊢ ∏ x : A B : s
Mod-Pi Σ ; Γ ⊢ 𝐴 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 Σ ; Γ ⊢ A : Type Σ ; Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝑡 : 𝐵 Σ ; Γ , x : A ⊢ t : B 𝐵 ≠ 𝖪 𝗂 𝗇 𝖽 B ≠ Kind
Σ ; Γ ⊢ 𝜆 𝑥 : 𝐴 . 𝑡 : ∏ 𝑥 : 𝐴 𝐵 Σ ; Γ ⊢ λ x : A . t : ∏ x : A B
Mod-Lam Σ ; Γ ⊢ 𝑓 : ∏ 𝑥 : 𝐴 𝐵 Σ ; Γ ⊢ f : ∏ x : A B Σ ; Γ ⊢ 𝑢 : 𝐴 Σ ; Γ ⊢ u : A
Σ ; Γ ⊢ 𝑓 𝑢 : 𝐵 [ 𝑢 / 𝑥 ] Σ ; Γ ⊢ f u : B [ u / x ]
Mod-App
Σ ; Γ ⊢ 𝑡 : 𝐴 Σ ; Γ ⊢ t : A 𝐴 ≡ 𝛽 Σ 𝐵 A ≡ β Σ B Σ ; Γ ⊢ 𝐵 : 𝑠 Σ ; Γ ⊢ B : s
Σ ; Γ ⊢ 𝑡 : 𝐵 Σ ; Γ ⊢ t : B
Mod-Conv ℓ ⟼ 𝑟 ∈ Σ ℓ ⟼ r ∈ Σ 𝜃 : d o m ( Δ ) → 𝖳 𝖾 𝗋 𝗆 θ : dom ( Δ ) → Term
𝐶 [ ℓ 𝜃 ] ⟶ Σ 𝐶 [ 𝑟 𝜃 ] C [ ℓ θ ] ⟶ Σ C [ r θ ]
Mod-Rewrite
𝐶 [ ( 𝜆 𝑥 : 𝐴 . 𝑡 ) 𝑢 ] ⟶ 𝛽 𝐶 [ 𝑡 [ 𝑢 / 𝑥 ] ] C [ ( λ x : A . t ) u ] ⟶ β C [ t [ u / x ] ]
Mod-Beta
For Mod-Rewrite , the declaration card also requires a constant-headed, lambda-free, left-linear, algebraic left side, exactly the variables of Δ Δ , and Σ ; Δ ⊢ ℓ : 𝑇 Σ ; Δ ⊢ ℓ : T together with Σ ; Δ ⊢ 𝑟 : 𝑇 Σ ; Δ ⊢ r : T . Both reductions are raw and compatible under capture-avoiding one-hole contexts; typing enters only through subject reduction.
Linear dependent type theory
Formation sees only the shape of a state-bearing argument:
Φ , 𝑥 : S h ( 𝐴 ) ⊢ 𝐵 [ 𝑥 ] : ∗ Φ , x : Sh ( A ) ⊢ B [ x ] : ∗
Φ ⊢ ( 𝑥 : 𝐴 ) ⊸ 𝐵 [ 𝑥 ] : ∗ Φ ⊢ ( x : A ) ⊸ B [ x ] : ∗
LD-μltimap-F Φ , 𝑥 : S h ( 𝐴 ) ⊢ 𝐵 [ 𝑥 ] : ∗ Φ , x : Sh ( A ) ⊢ B [ x ] : ∗
Φ ⊢ ( 𝑥 : 𝐴 ) ⊗ 𝐵 [ 𝑥 ] : ∗ Φ ⊢ ( x : A ) ⊗ B [ x ] : ∗
LD-⊗-F Φ , 𝑥 : 𝑃 1 ⊢ 𝑃 2 [ 𝑥 ] : ∗ Φ , x : P 1 ⊢ P 2 [ x ] : ∗
Φ ⊢ ( 𝑥 : 𝑃 1 ) → 𝑃 2 [ 𝑥 ] : ∗ Φ ⊢ ( x : P 1 ) → P 2 [ x ] : ∗
LD-→-F Φ ⊢ 𝐴 : ∗ Φ ⊢ A : ∗
Φ ⊢ ! 𝐴 : ∗ Φ ⊢ ! A : ∗
LD-!-F
The term rules that expose resource splitting are
0 Γ , 𝑥 : 1 𝐴 , 0 Γ ′ 𝖼 𝗍 𝗑 0 Γ , x : 1 A , 0 Γ ′ ctx
0 Γ , 𝑥 : 1 𝐴 , 0 Γ ′ ⊢ 𝑥 : 𝐴 0 Γ , x : 1 A , 0 Γ ′ ⊢ x : A
LD-Var Γ , 𝑥 : 𝑘 𝐴 ⊢ 𝑀 : 𝐵 [ 𝑥 ] Γ , x : k A ⊢ M : B [ x ] 𝑘 ≠ 1 ⇒ 𝐴 = 𝑃 k ≠ 1 ⇒ A = P
Γ ⊢ 𝜆 𝑥 . 𝑀 : ( 𝑥 : 𝐴 ) ⊸ 𝐵 [ 𝑥 ] Γ ⊢ λ x . M : ( x : A ) ⊸ B [ x ]
LD-Lam Γ 1 ⊢ 𝑀 : ( 𝑥 : 𝐴 ) ⊸ 𝐵 [ 𝑥 ] Γ 1 ⊢ M : ( x : A ) ⊸ B [ x ] Γ 2 ⊢ 𝑁 : 𝐴 Γ 2 ⊢ N : A
Γ 1 + Γ 2 ⊢ 𝑀 𝑁 : 𝐵 [ S h ( 𝑁 ) ] Γ 1 + Γ 2 ⊢ M N : B [ Sh ( N ) ]
LD-App
Γ 1 ⊢ 𝑀 : 𝐴 Γ 1 ⊢ M : A Γ 2 ⊢ 𝑁 : 𝐵 [ S h ( 𝑀 ) ] Γ 2 ⊢ N : B [ Sh ( M ) ]
Γ 1 + Γ 2 ⊢ ( 𝑀 , 𝑁 ) : ( 𝑥 : 𝐴 ) ⊗ 𝐵 [ 𝑥 ] Γ 1 + Γ 2 ⊢ ( M , N ) : ( x : A ) ⊗ B [ x ]
LD-Pair Γ 1 ⊢ 𝑀 : ( 𝑥 : 𝐴 ) ⊗ 𝐵 [ 𝑥 ] Γ 1 ⊢ M : ( x : A ) ⊗ B [ x ] Γ 2 , 𝑥 : 𝑘 1 𝐴 , 𝑦 : 𝑘 2 𝐵 [ 𝑥 ] ⊢ 𝑁 : 𝐶 Γ 2 , x : k 1 A , y : k 2 B [ x ] ⊢ N : C 𝑘 1 = 0 ⇒ 𝐴 = 𝑃 1 k 1 = 0 ⇒ A = P 1 𝑘 2 = 0 ⇒ 𝐵 [ 𝑥 ] = 𝑃 2 [ 𝑥 ] k 2 = 0 ⇒ B [ x ] = P 2 [ x ]
Γ 1 + Γ 2 ⊢ 𝗅 𝖾 𝗍 ( 𝑥 , 𝑦 ) = 𝑀 𝗂 𝗇 𝑁 : 𝐶 Γ 1 + Γ 2 ⊢ let ( x , y ) = M in N : C
LD-Let
Φ ⊢ 𝑀 : 𝐴 Φ ⊢ M : A
Φ ⊢ 𝗅 𝗂 𝖿 𝗍 𝑀 : ! 𝐴 Φ ⊢ lift M : ! A
LD-Lift Γ ⊢ 𝑀 : ! 𝐴 Γ ⊢ M : ! A
Γ ⊢ 𝖿 𝗈 𝗋 𝖼 𝖾 𝑀 : 𝐴 Γ ⊢ force M : A
LD-Force
Φ , 𝑥 : 𝑃 1 ⊢ 𝑅 : 𝑃 2 [ 𝑥 ] Φ , x : P 1 ⊢ R : P 2 [ x ]
Φ ⊢ 𝜆 ′ 𝑥 . 𝑅 : ( 𝑥 : 𝑃 1 ) → 𝑃 2 [ 𝑥 ] Φ ⊢ λ ′ x . R : ( x : P 1 ) → P 2 [ x ]
LD-Param-Lam Φ ⊢ 𝑅 1 : ( 𝑥 : 𝑃 1 ) → 𝑃 2 [ 𝑥 ] Φ ⊢ R 1 : ( x : P 1 ) → P 2 [ x ] Φ ⊢ 𝑅 2 : 𝑃 1 Φ ⊢ R 2 : P 1
Φ ⊢ 𝑅 1 @ 𝑅 2 : 𝑃 2 [ 𝑅 2 / 𝑥 ] Φ ⊢ R 1 @ R 2 : P 2 [ R 2 / x ]
LD-Param-App Φ ⊢ 𝑅 : ! 𝐴 Φ ⊢ R : ! A
Φ ⊢ 𝖿 𝗈 𝗋 𝖼 𝖾 ′ 𝑅 : S h ( 𝐴 ) Φ ⊢ force ′ R : Sh ( A )
LD-Param-Force
The evaluation and semantic-conversion roots are
𝑀 ⇓ 𝜆 𝑥 . 𝑀 ′ M ⇓ λ x . M ′ 𝑁 ⇓ 𝑉 N ⇓ V 𝑀 ′ [ 𝑉 / 𝑥 ] ⇓ 𝑊 M ′ [ V / x ] ⇓ W
𝑀 𝑁 ⇓ 𝑊 M N ⇓ W
LD-Eval-App 𝑀 ⇓ ( 𝑉 1 , 𝑉 2 ) M ⇓ ( V 1 , V 2 ) 𝑁 [ 𝑉 1 / 𝑥 , 𝑉 2 / 𝑦 ] ⇓ 𝑊 N [ V 1 / x , V 2 / y ] ⇓ W
𝗅 𝖾 𝗍 ( 𝑥 , 𝑦 ) = 𝑀 𝗂 𝗇 𝑁 ⇓ 𝑊 let ( x , y ) = M in N ⇓ W
LD-Eval-Let Γ ⊢ 𝑀 : 𝐴 [ 𝑅 ] Γ ⊢ M : A [ R ] 𝑅 ≡ e v 𝑅 ′ R ≡ ev R ′
Γ ⊢ 𝑀 : 𝐴 [ 𝑅 ′ ] Γ ⊢ M : A [ R ′ ]
LD-ConvEval
Quantitative dependent type theory
For the selected semiring, the variable rule and the dependent function and tensor rules are
0 Γ , 𝑥 : 𝜎 𝑆 , 0 Γ ′ ⊢ 0 Γ , x : σ S , 0 Γ ′ ⊢
0 Γ , 𝑥 : 𝜎 𝑆 , 0 Γ ′ ⊢ 𝑥 : 𝜎 𝑆 0 Γ , x : σ S , 0 Γ ′ ⊢ x : σ S
QTT-Var
where 𝜎 ∈ { 0 , 1 } σ ∈ { 0 , 1 } , followed by
0 Γ ⊢ 𝑆 0 Γ ⊢ S 0 Γ , 𝑥 : 0 𝑆 ⊢ 𝑇 0 Γ , x : 0 S ⊢ T
0 Γ ⊢ ( 𝑥 : 𝜋 𝑆 ) → 𝑇 0 Γ ⊢ ( x : π S ) → T
QTT-Π-F Γ , 𝑥 : 𝜎 𝜋 𝑆 ⊢ 𝑀 : 𝜎 𝑇 Γ , x : σ π S ⊢ M : σ T
Γ ⊢ 𝜆 𝑥 . 𝑀 : 𝜎 ( 𝑥 : 𝜋 𝑆 ) → 𝑇 Γ ⊢ λ x . M : σ ( x : π S ) → T
QTT-Lam Γ 1 ⊢ 𝑀 : 𝜎 ( 𝑥 : 𝜋 𝑆 ) → 𝑇 Γ 1 ⊢ M : σ ( x : π S ) → T Γ 2 ⊢ 𝑁 : 𝜎 ′ 𝑆 Γ 2 ⊢ N : σ ′ S 𝜎 ′ = 0 ⟺ ( 𝜋 = 0 o r 𝜎 = 0 ) σ ′ = 0 ⟺ ( π = 0 or σ = 0 )
Γ 1 + 𝜋 Γ 2 ⊢ 𝑀 𝑁 : 𝜎 𝑇 [ 𝑁 / 𝑥 ] Γ 1 + π Γ 2 ⊢ M N : σ T [ N / x ]
QTT-App
0 Γ ⊢ 𝑆 0 Γ ⊢ S 0 Γ , 𝑥 : 0 𝑆 ⊢ 𝑇 0 Γ , x : 0 S ⊢ T
0 Γ ⊢ ( 𝑥 : 𝜋 𝑆 ) ⊗ 𝑇 0 Γ ⊢ ( x : π S ) ⊗ T
QTT-⊗-F Γ 1 ⊢ 𝑀 : 𝜎 ′ 𝑆 Γ 1 ⊢ M : σ ′ S Γ 2 ⊢ 𝑁 : 𝜎 𝑇 [ 𝑀 / 𝑥 ] Γ 2 ⊢ N : σ T [ M / x ] 𝜎 ′ = 0 ⟺ ( 𝜋 = 0 o r 𝜎 = 0 ) σ ′ = 0 ⟺ ( π = 0 or σ = 0 )
𝜋 Γ 1 + Γ 2 ⊢ ( 𝑀 , 𝑁 ) : 𝜎 ( 𝑥 : 𝜋 𝑆 ) ⊗ 𝑇 π Γ 1 + Γ 2 ⊢ ( M , N ) : σ ( x : π S ) ⊗ T
QTT-Pair 0 Γ 1 , 𝑧 : 0 ( ( 𝑥 : 𝜋 𝑆 ) ⊗ 𝑇 ) ⊢ 𝑈 0 Γ 1 , z : 0 ( ( x : π S ) ⊗ T ) ⊢ U Γ 1 ⊢ 𝑃 : 𝜎 ( 𝑥 : 𝜋 𝑆 ) ⊗ 𝑇 Γ 1 ⊢ P : σ ( x : π S ) ⊗ T Γ 2 , 𝑥 : 𝜎 𝜋 𝑆 , 𝑦 : 𝜎 𝑇 ⊢ 𝑁 : 𝜎 𝑈 [ ( 𝑥 , 𝑦 ) / 𝑧 ] Γ 2 , x : σ π S , y : σ T ⊢ N : σ U [ ( x , y ) / z ] 0 Γ 1 = 0 Γ 2 0 Γ 1 = 0 Γ 2
Γ 1 + Γ 2 ⊢ 𝗅 𝖾 𝗍 ( 𝑥 , 𝑦 ) = 𝑃 𝗂 𝗇 𝑁 : 𝜎 𝑈 [ 𝑃 / 𝑧 ] Γ 1 + Γ 2 ⊢ let ( x , y ) = P in N : σ U [ P / z ]
QTT-Let
Graded modal dependent type theory
The universe and variable roots are
Δ ⊙ Γ ⊢ Δ ⊙ Γ ⊢
( Δ ∣ 0 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝗌 𝗎 𝖼 𝑙 ( Δ ∣ 0 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ Type l : Type suc l
G-Type Δ 1 , 𝜎 , Δ 2 ⊙ Γ 1 , 𝑥 : 𝐴 , Γ 2 ⊢ Δ 1 , σ , Δ 2 ⊙ Γ 1 , x : A , Γ 2 ⊢ | Δ 1 | = | Γ 1 | | Δ 1 | = | Γ 1 |
( Δ 1 , 𝜎 , Δ 2 ∣ 0 | Δ 1 | , 1 , 0 ∣ 𝜎 , 0 , 0 ) ⊙ Γ 1 , 𝑥 : 𝐴 , Γ 2 ⊢ 𝑥 : 𝐴 ( Δ 1 , σ , Δ 2 ∣ 0 | Δ 1 | , 1 , 0 ∣ σ , 0 , 0 ) ⊙ Γ 1 , x : A , Γ 2 ⊢ x : A
G-Var
The exact function rules used in the chapter are
( Δ ∣ 𝜎 1 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ 𝐴 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 1 ( Δ ∣ σ 1 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ A : Type l 1 ( Δ , 𝜎 1 ∣ 𝜎 2 , 𝑟 ∣ 0 ) ⊙ Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝐵 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 2 ( Δ , σ 1 ∣ σ 2 , r ∣ 0 ) ⊙ Γ , x : A ⊢ B : Type l 2
( Δ ∣ 𝜎 1 + 𝜎 2 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ ( 𝑥 : ( 𝑠 , 𝑟 ) 𝐴 ) → 𝐵 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 1 ⊔ 𝑙 2 ( Δ ∣ σ 1 + σ 2 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ ( x : ( s , r ) A ) → B : Type l 1 ⊔ l 2
G-Π-F ( Δ , 𝜎 1 ∣ 𝜎 3 , 𝑟 ∣ 0 ) ⊙ Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝐵 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ , σ 1 ∣ σ 3 , r ∣ 0 ) ⊙ Γ , x : A ⊢ B : Type l ( Δ , 𝜎 1 ∣ 𝜎 2 , 𝑠 ∣ 𝜎 3 , 𝑟 ) ⊙ Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝑡 : 𝐵 ( Δ , σ 1 ∣ σ 2 , s ∣ σ 3 , r ) ⊙ Γ , x : A ⊢ t : B
( Δ ∣ 𝜎 2 ∣ 𝜎 1 + 𝜎 3 ) ⊙ Γ ⊢ 𝜆 𝑥 . 𝑡 : ( 𝑥 : ( 𝑠 , 𝑟 ) 𝐴 ) → 𝐵 ( Δ ∣ σ 2 ∣ σ 1 + σ 3 ) ⊙ Γ ⊢ λ x . t : ( x : ( s , r ) A ) → B
G-Lam
( Δ , 𝜎 1 ∣ 𝜎 3 , 𝑟 ∣ 0 ) ⊙ Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝐵 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ , σ 1 ∣ σ 3 , r ∣ 0 ) ⊙ Γ , x : A ⊢ B : Type l ( Δ ∣ 𝜎 2 ∣ 𝜎 1 + 𝜎 3 ) ⊙ Γ ⊢ 𝑓 : ( 𝑥 : ( 𝑠 , 𝑟 ) 𝐴 ) → 𝐵 ( Δ ∣ σ 2 ∣ σ 1 + σ 3 ) ⊙ Γ ⊢ f : ( x : ( s , r ) A ) → B ( Δ ∣ 𝜎 4 ∣ 𝜎 1 ) ⊙ Γ ⊢ 𝑢 : 𝐴 ( Δ ∣ σ 4 ∣ σ 1 ) ⊙ Γ ⊢ u : A
( Δ ∣ 𝜎 2 + 𝑠 𝜎 4 ∣ 𝜎 3 + 𝑟 𝜎 4 ) ⊙ Γ ⊢ 𝑓 𝑢 : 𝐵 [ 𝑢 / 𝑥 ] ( Δ ∣ σ 2 + s σ 4 ∣ σ 3 + r σ 4 ) ⊙ Γ ⊢ f u : B [ u / x ]
G-App
The dependent tensor rules are
( Δ ∣ 𝜎 1 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ 𝐴 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ ∣ σ 1 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ A : Type l ( Δ , 𝜎 1 ∣ 𝜎 2 , 𝑟 ∣ 0 ) ⊙ Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝐵 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ , σ 1 ∣ σ 2 , r ∣ 0 ) ⊙ Γ , x : A ⊢ B : Type l
( Δ ∣ 𝜎 1 + 𝜎 2 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ ( 𝑥 : 𝑟 𝐴 ) ⊗ 𝐵 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ ∣ σ 1 + σ 2 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ ( x : r A ) ⊗ B : Type l
G-⊗-F
( Δ , 𝜎 1 ∣ 𝜎 3 , 𝑟 ∣ 0 ) ⊙ Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝐵 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ , σ 1 ∣ σ 3 , r ∣ 0 ) ⊙ Γ , x : A ⊢ B : Type l ( Δ ∣ 𝜎 2 ∣ 𝜎 1 ) ⊙ Γ ⊢ 𝑡 1 : 𝐴 ( Δ ∣ σ 2 ∣ σ 1 ) ⊙ Γ ⊢ t 1 : A ( Δ ∣ 𝜎 4 ∣ 𝜎 3 + 𝑟 𝜎 2 ) ⊙ Γ ⊢ 𝑡 2 : 𝐵 [ 𝑡 1 / 𝑥 ] ( Δ ∣ σ 4 ∣ σ 3 + r σ 2 ) ⊙ Γ ⊢ t 2 : B [ t 1 / x ]
( Δ ∣ 𝜎 2 + 𝜎 4 ∣ 𝜎 1 + 𝜎 3 ) ⊙ Γ ⊢ ( 𝑡 1 , 𝑡 2 ) : ( 𝑥 : 𝑟 𝐴 ) ⊗ 𝐵 ( Δ ∣ σ 2 + σ 4 ∣ σ 1 + σ 3 ) ⊙ Γ ⊢ ( t 1 , t 2 ) : ( x : r A ) ⊗ B
G-Pair
( Δ ∣ 𝜎 3 ∣ 𝜎 1 + 𝜎 2 ) ⊙ Γ ⊢ 𝑡 1 : ( 𝑥 : 𝑟 𝐴 ) ⊗ 𝐵 ( Δ ∣ σ 3 ∣ σ 1 + σ 2 ) ⊙ Γ ⊢ t 1 : ( x : r A ) ⊗ B ( Δ , 𝜎 1 + 𝜎 2 ∣ 𝜎 5 , 𝑟 ′ ∣ 0 ) ⊙ Γ , 𝑧 : ( 𝑥 : 𝑟 𝐴 ) ⊗ 𝐵 ⊢ 𝐶 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ , σ 1 + σ 2 ∣ σ 5 , r ′ ∣ 0 ) ⊙ Γ , z : ( x : r A ) ⊗ B ⊢ C : Type l ( Δ , 𝜎 1 , ( 𝜎 2 , 𝑟 ) ∣ 𝜎 4 , 𝑠 , 𝑠 ∣ 𝜎 5 , 𝑟 ′ , 𝑟 ′ ) ⊙ Γ , 𝑥 : 𝐴 , 𝑦 : 𝐵 ⊢ 𝑡 2 : 𝐶 [ ( 𝑥 , 𝑦 ) / 𝑧 ] ( Δ , σ 1 , ( σ 2 , r ) ∣ σ 4 , s , s ∣ σ 5 , r ′ , r ′ ) ⊙ Γ , x : A , y : B ⊢ t 2 : C [ ( x , y ) / z ]
( Δ ∣ 𝜎 4 + 𝑠 𝜎 3 ∣ 𝜎 5 + 𝑟 ′ 𝜎 3 ) ⊙ Γ ⊢ 𝗅 𝖾 𝗍 ( 𝑥 , 𝑦 ) = 𝑡 1 𝗂 𝗇 𝑡 2 : 𝐶 [ 𝑡 1 / 𝑧 ] ( Δ ∣ σ 4 + s σ 3 ∣ σ 5 + r ′ σ 3 ) ⊙ Γ ⊢ let ( x , y ) = t 1 in t 2 : C [ t 1 / z ]
G-Let
The modality rules are
( Δ ∣ 𝜎 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ 𝐴 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ ∣ σ ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ A : Type l
( Δ ∣ 𝜎 ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ ◻ 𝑠 𝐴 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ ∣ σ ∣ 0 ) ⊙ Γ ⊢ ◻ s A : Type l
G-Box-F ( Δ ∣ 𝜎 1 ∣ 𝜎 2 ) ⊙ Γ ⊢ 𝑡 : 𝐴 ( Δ ∣ σ 1 ∣ σ 2 ) ⊙ Γ ⊢ t : A
( Δ ∣ 𝑠 𝜎 1 ∣ 𝜎 2 ) ⊙ Γ ⊢ 𝖻 𝗈 𝗑 𝑡 : ◻ 𝑠 𝐴 ( Δ ∣ s σ 1 ∣ σ 2 ) ⊙ Γ ⊢ box t : ◻ s A
G-Box-I
( Δ , 𝜎 2 ∣ 𝜎 4 , 𝑟 ∣ 0 ) ⊙ Γ , 𝑧 : ◻ 𝑠 𝐴 ⊢ 𝐵 : 𝖳 𝗒 𝗉 𝖾 𝑙 ( Δ , σ 2 ∣ σ 4 , r ∣ 0 ) ⊙ Γ , z : ◻ s A ⊢ B : Type l ( Δ ∣ 𝜎 1 ∣ 𝜎 2 ) ⊙ Γ ⊢ 𝑡 1 : ◻ 𝑠 𝐴 ( Δ ∣ σ 1 ∣ σ 2 ) ⊙ Γ ⊢ t 1 : ◻ s A ( Δ , 𝜎 2 ∣ 𝜎 3 , 𝑠 ∣ 𝜎 4 , 𝑠 𝑟 ) ⊙ Γ , 𝑥 : 𝐴 ⊢ 𝑡 2 : 𝐵 [ 𝖻 𝗈 𝗑 𝑥 / 𝑧 ] ( Δ , σ 2 ∣ σ 3 , s ∣ σ 4 , s r ) ⊙ Γ , x : A ⊢ t 2 : B [ box x / z ]
( Δ ∣ 𝜎 1 + 𝜎 3 ∣ 𝜎 4 + 𝑟 𝜎 1 ) ⊙ Γ ⊢ 𝗅 𝖾 𝗍 𝖻 𝗈 𝗑 𝑥 = 𝑡 1 𝗂 𝗇 𝑡 2 : 𝐵 [ 𝑡 1 / 𝑧 ] ( Δ ∣ σ 1 + σ 3 ∣ σ 4 + r σ 1 ) ⊙ Γ ⊢ let box x = t 1 in t 2 : B [ t 1 / z ]
G-Box-E
The beta roots are 𝗅 𝖾 𝗍 ( 𝑥 , 𝑦 ) = ( 𝑡 , 𝑢 ) 𝗂 𝗇 𝑣 ⟶ 𝛽 𝑣 [ 𝑡 / 𝑥 , 𝑢 / 𝑦 ] let ( x , y ) = ( t , u ) in v ⟶ β v [ t / x , u / y ] and 𝗅 𝖾 𝗍 𝖻 𝗈 𝗑 𝑥 = 𝖻 𝗈 𝗑 𝑡 𝗂 𝗇 𝑢 ⟶ 𝛽 𝑢 [ 𝑡 / 𝑥 ] let box x = box t in u ⟶ β u [ t / x ] . No tensor or box eta rule is imported. Appendix D records that the strong-normalization use is restricted to G r T T 0 , 1 GrTT 0 , 1 .