{- Basic definitions for the inductively defined equality type

- J, path composition, some laws for path composition, ap, transport

- equivalences

- equational reasoning combinators

-}

{-# OPTIONS --safe #-}

module Cubical.Data.Equality.Base where

open import Cubical.Foundations.Prelude public
  using (Type; Level; ℓ-zero; ℓ-suc; ℓ-max; Σ; Σ-syntax; _,_)
  renaming (fst to pr₁; snd to pr₂)

-- Import the builtin equality type defined as an inductive family
open import Agda.Builtin.Equality public

private
 variable
  a b  ℓ' : Level
  A : Type a
  B : Type b
  x y z : A

J : (M : (y : A) (p : x  y)  Type )  M x refl  (p : x  y)  M y p
J M m refl = m

ap : (f : A  B) {x y : A}  x  y  f x  f y
ap f refl = refl

infixr 30 _∙_
_∙_ : {x y z : A}  x  y  y  z  x  z
refl  q = q

infixr 2 step-≡
step-≡ : (x : A) {y z : A}  y  z  x  y  x  z
step-≡ _ p q = q  p

syntax step-≡ x y p = x ≡⟨ p  y

infix  3 _∎
_∎ : (x : A)  x  x
_  = refl

transport :  (C : A  Type ℓ') {x y : A}  x  y  C x  C y
transport C refl b = b

sym : {x y : A}  x  y  y  x
sym refl = refl

assoc : {x y z w : A} (p : x  y) (q : y  z) (r : z  w)  (p  q)  r  p  (q  r)
assoc refl p q = refl

unitR : {x y : A} (p : x  y)  p  refl  p
unitR refl = refl

invL :  {x y : A} (p : x  y)  sym p  p  refl
invL refl = refl

invR :  {x y : A} (p : x  y)  p  sym p  refl
invR refl = refl


transport-path : {x y : A} (f g : A  B) (p : x  y) (q : f x  g x)  transport  x  f x  g x) p q  sym (ap f p)  q  ap g p
transport-path f g refl q = sym (unitR q)

ap-∙ : {x y : A} (f : A  B) (p : x  y) (q : y  z)  ap f (p  q)  ap f p  ap f q
ap-∙ f refl q = refl

ap-const : {x y : A} (p : x  y) (u : B)  ap  _  u) p  refl
ap-const refl _ = refl

sym-ap : (f : A  B) {x y : A} (p : x  y)  sym (ap f p)  ap f (sym p)
sym-ap f refl = refl

sym-invol : {x y : A} (p : x  y)  sym (sym p)  p
sym-invol refl = refl

apd : {C : A  Type } (f : (x : A)  C x) {x y : A} (p : x  y)  transport C p (f x)  f y
apd f refl = refl


-- Equivalences expressed using ≡ everywhere
fiber :  {A : Type } {B : Type ℓ'} (f : A  B) (y : B)  Type (ℓ-max  ℓ')
fiber {A = A} f y = Σ[ x  A ] f x  y

isContr : Type   Type 
isContr A = Σ[ x  A ] (∀ y  x  y)

isProp : Type   Type 
isProp A = (x y : A)  x  y

record isEquiv {A : Type } {B : Type ℓ'} (f : A  B) : Type (ℓ-max  ℓ') where
  field equiv-proof : (y : B)  isContr (fiber f y)
open isEquiv public

infix 4 _≃_
_≃_ :  (A : Type ) (B : Type ℓ')  Type (ℓ-max  ℓ')
A  B = Σ[ f  (A  B) ] (isEquiv f)

equivFun : A  B  A  B
equivFun e = e .pr₁

equivIsEquiv : (e : A  B)  isEquiv (equivFun e)
equivIsEquiv e = e .pr₂

equivCtr : (e : A  B) (y : B)  fiber (equivFun e) y
equivCtr e y = e .pr₂ .equiv-proof y .pr₁

id : A  A
id x = x

isEquivId : isEquiv (id {A = A})
equiv-proof isEquivId y = (y , refl) , λ where (_ , refl)  refl

HEq : {A0 A1 : Type }(Aeq : A0  A1) (a0 : A0)(a1 : A1)  Type _
HEq Aeq a0 a1 = transport  A  A) Aeq a0  a1

singlP : {A0 A1 : Type }(Aeq : A0  A1) (a : A0)  Type _
singlP {A1 = A1} Aeq a = Σ[ x  A1 ] HEq Aeq a x

singl : {A : Type }(a : A)  Type _
singl {A = A} a = singlP refl a