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# Loop Canonicalizer（設計 SSOT）
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Status: Design (P0)
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Scope: ループ形の組み合わせ爆発を抑えるための “前処理” の設計（fixture/shape guard/fail-fast と整合）
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Related:
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- SSOT (契約/不変条件): `docs/development/current/main/joinir-architecture-overview.md`
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- SSOT (地図/入口): `docs/development/current/main/design/joinir-design-map.md`
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- SSOT (パターン空間): `docs/development/current/main/loop_pattern_space.md`
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## 目的
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- 実アプリ由来のループ形を、fixture + shape guard + Fail-Fast の段階投入で飲み込む方針を維持したまま、
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“パターン数を増やさない” 形でスケールさせる。
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- ループ lowerer が「検出 + 正規化 + merge 契約」を同時に背負って肥大化するのを防ぎ、責務を前処理に寄せる。
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## 推奨配置（結論）
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**おすすめ**: `AST → LoopSkeleton → JoinIR(Structured)` の前処理として Canonicalizer を置く。
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- 「組み合わせ爆発」が Pattern 検出/shape guard の手前で起きるため、Normalized 変換だけでは吸収しきれない。
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- LoopSkeleton を SSOT にすると、lowerer は “骨格を吐く” だけの薄い箱になり、Fail-Fast の理由が明確になる。
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代替案（参考）:
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- `Structured JoinIR → Normalized JoinIR` を実質 Canonicalizer とみなす（既存延長）。
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ただし「検出/整理の肥大」は Structured 生成側に残りやすい。
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## LoopSkeleton（SSOT になる出力）
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Canonicalizer の出力は “ループの骨格” に限る。例示フィールド:
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- `steps: Vec<Step>`
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- `HeaderCond`（あれば）
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- `BodyInit`（body-local 初期化を分離するなら）
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- `BreakCheck` / `ContinueCheck`（あれば）
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- `Updates`（carrier 更新規則）
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- `Tail`（継続呼び出し/次ステップ）
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- `carriers: Vec<CarrierSlot>`（loop var を含む。役割/更新規則/境界通過の契約）
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- `exits: ExitContract`（break/continue/return の有無と payload）
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- `captured: Vec<CapturedSlot>`（外側変数の取り込み）
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- `derived: Vec<DerivedSlot>`（digit_pos 等の派生値）
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## Capability Guard（shape guard の上位化）
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Skeleton を生成できても、lower/merge 契約が成立するとは限らない。
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そこで `SkeletonGuard` を “Capability の集合” として設計する。
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例:
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- `RequiresConstStepIncrement`（i=i+const のみ）
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- `BreakOnlyOnce` / `ContinueOnlyInTail`
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- `NoSideEffectInHeader`（header に副作用がない）
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- `ExitBindingsComplete`（境界へ渡す値が過不足ない）
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未達の場合は Fail-Fast（理由を `RoutingDecision` に載せる）。
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## RoutingDecision（理由の SSOT）
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Canonicalizer は “できない理由” を機械的に返す。
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- `RoutingDecision { chosen, missing_caps, notes, error_tags }`
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- `missing_caps` は定型の語彙で出す（ログ/デバッグ/統計で集約可能にする）
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## Corpus / Signature（拡張のための仕組み）
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将来の規模増加に備え、ループ形の差分検知を Skeleton ベースで行えるようにする。
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- `LoopSkeletonSignature = hash(steps + exit_contract + carrier_roles + required_caps)`
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- 既知集合との差分が出たら “fixture 化候補” として扱う（設計上の導線）。
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## 実装の境界（非目標）
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- 新しい言語仕様/ルール実装はしない（既存の意味論を保つ）。
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- 非 JoinIR への退避（prohibited fallback）は導入しない。
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- 既定挙動は変えない（必要なら dev-only で段階投入する）。
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## 追加・変更チェックリスト
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- [ ] 追加するループ形を最小 fixture に落とす（再現固定）
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- [ ] LoopSkeleton の差分（steps/exits/carriers）を明示する
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- [ ] 必要 Capability を列挙し、未達は Fail-Fast（理由が出る）
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- [ ] 既存 smoke/verify が退行しない（quick は重くしない）
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