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# LoopForm Design — Macro‑Driven Loop Normalization
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Goal
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- ループで発生する「変数キャリア（loop‑carried values）」を Nyash のユーザーマクロで前段正規化し、MIR/LLVM側は素直に最適化可能な形にする。
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Key Idea
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- ループ状態（複数変数）をタプル（または専用Box）に束ねて“1個の搬送値（carrier）”として扱う。
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- ループのヘッダで φ は常に“1つのタプル”にだけ付与される → PHIグルーピングの不変が自動で満たされる。
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Normalization Pattern（whileのMVP）
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```
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// input
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// i=0; sum=0; while (i<n) { sum = sum + a[i]; i = i + 1 }
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// expanded
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let __car0 = (i, sum);
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head:
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let (i, sum) = __car_phi;
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if !(i < n) goto exit;
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let __car1 = (i + 1, sum + a[i]);
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__car_phi = φ(__car0, __car1);
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goto head;
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exit:
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let (i, sum) = __car_phi;
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```
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Break/Continue（Week2）
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- continue: “次のキャリア”を構築して head へ遷移。
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- break: 現キャリアで exit へ遷移。
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- ネスト時: 内側ループのcarrierと外側スコープの分解を明示する（名称はgensym）。
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for/foreach（Week3）
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- for (init; cond; step) は init→while(cond){ body; step } へ前処理後、同様に正規化。
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- foreach は IteratorBox（MVP）経由の while 形式へ前処理。
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Constraints / Notes
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- try/finally/throw との相互作用はMVPでは未対応（将来ガイドで制約を明記）。
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- キャリア自動抽出: 本体で再代入される変数集合を候補とし、ループ外で参照されるものを優先収集。
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- 衛生: MacroCtx.gensym で __car_phi/__carK などの一意名を生成。
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Integration
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- ユーザーマクロ: `apps/macros/examples/loop_normalize_macro.nyash`
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- 事前展開: selfhost‑preexpand auto（PyVM限定）で適用
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- 検証: macro‑golden + LLVM PHI健全性スモーク（空PHIなし/先頭グループ化）
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Future Work（先の先）
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- MIRに LoopHeader/LoopLatch/LoopContinue/LoopExit の4命令を導入した正規形を検討（最適化/解析の高速化）。
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- Boxベースの LoopState/Carrier の型体系を整理（型推論との接続）。
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