-- Lean 4 proof step from Mathlib.Algebra.Module.PID (goal)
Goal:
R : Type u
inst : CommRing R
inst_1 : IsPrincipalIdealRing R
inst_2 : IsDomain R
p : R
hp : Irreducible p
d : ℕ
M : Type v
inst_3 : AddCommGroup M
inst_4 : Module R M
hM : IsTorsion'.{v, u} M ↥(Submonoid.powers p)
s : Fin (d + 1) → M
hs : Eq (α := Submodule R M) (Submodule.span R (Set.range s)) ⊤
this_1 : (x : M) → Decidable (x = 0)
j : Fin d.succ
hj : IsTorsionBy R M (p ^ pOrder hM (s j))
s' : Fin d → HasQuotient.Quotient M (B := Submodule R M) (R ∙ s j) := Submodule.Quotient.mk ∘ s ∘ j.succAbove
k : Fin d → ℕ
f :
  LinearEquiv.{u, u, v, u} (RingHom.id R) (HasQuotient.Quotient M (B := Submodule R M) (R ∙ s j))
    (⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i))
this :
  ∀ (i : Fin d),
    ∃ (x : M),
      p ^ k i • x = 0 ∧
        Eq.{u + 1} (α := ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i))
          ((f : (a : M ⧸ R ∙ s j) → ⨁ (i : Fin d), R ⧸ R ∙ p ^ k i) (Submodule.Quotient.mk x) :
            ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i))
          (((DirectSum.lof R (Fin d) (fun (i : Fin d) ↦ HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)) i :
                  HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i) →ₗ[R]
                    ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)) :
                (a : R ⧸ R ∙ p ^ k i) → ⨁ (i : Fin d), R ⧸ R ∙ p ^ k i)
              1 :
            ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i))
⊢ (((↑f : M ⧸ R ∙ s j →ₗ[R] ⨁ (i : Fin d), R ⧸ R ∙ p ^ k i) ∘ₗ mkQ (R ∙ s j)) ∘ₗ
      DirectSum.toModule R (Fin d) (M := fun (i : Fin d) ↦ HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)) M
        fun (i : Fin d) ↦
        liftQSpanSingleton (p ^ k i)
          (LinearMap.toSpanSingleton R M
            (⋯.choose (p := fun (x : M) ↦
              p ^ k i • x = 0 ∧
                Eq.{u + 1} (α := ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i))
                  ((f : (a : M ⧸ R ∙ s j) → ⨁ (i : Fin d), R ⧸ R ∙ p ^ k i) (Submodule.Quotient.mk x) :
                    ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i))
                  (((DirectSum.lof R (Fin d)
                            (fun (i : Fin d) ↦ HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)) i :
                          HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i) →ₗ[R]
                            ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)) :
                        (a : R ⧸ R ∙ p ^ k i) → ⨁ (i : Fin d), R ⧸ R ∙ p ^ k i)
                      1 :
                    ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)))))
          ⋯) =
    LinearMap.id
have h : ((↑f : M ⧸ R ∙ s j →ₗ[R] ⨁ (i : Fin d), R ⧸ R ∙ p ^ k i) ∘ₗ
    mkQ (R ∙ s j) ∘ₗ
      DirectSum.toModule R (Fin d) (M := fun (i : Fin d) ↦ HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)) M
        fun (i : Fin d) ↦
        liftQSpanSingleton (p ^ k i)
          (LinearMap.toSpanSingleton R M
            (sorry.choose (p := fun (x : M) ↦
              p ^ k i • x = 0 ∧
                Eq.{u + 1} (α := ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i))
                  ((f : (a : M ⧸ R ∙ s j) → ⨁ (i : Fin d), R ⧸ R ∙ p ^ k i) (Submodule.Quotient.mk x) :
                    ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i))
                  (((DirectSum.lof R (Fin d)
                            (fun (i : Fin d) ↦ HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)) i :
                          HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i) →ₗ[R]
                            ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)) :
                        (a : R ⧸ R ∙ p ^ k i) → ⨁ (i : Fin d), R ⧸ R ∙ p ^ k i)
                      1 :
                    ⨁ (i : Fin d), HasQuotient.Quotient R (B := Submodule R R) (R ∙ p ^ k i)))))
          sorry) =
  LinearMap.id
Tactic: rw [LinearMap.comp_assoc]