hakorune/docs/development/current/main/design/control-tree.md

# ControlTree / StepTree（構造SSOT）

Status: **SSOT（design / vocabulary）**  
Scope: **AST の“構造”だけ**を表現し、JoinIR/MIR の値・PHI・ブロックを一切持たない。  

目的:
- ループ/if の **ネスト構造**を SSOT として持ち、pattern/policy の増殖先を「構造」側へ寄せる。
- LoopSkeleton（loop_canonicalizer の骨格）を壊さずに、“次の一般化”の受け皿を追加する。

## 基本方針（禁止事項）

StepTree は「制御構造の形」だけを表す。

禁止（混ぜない）:
- `ValueId` / `BlockId` / `PHI` / `JoinInst` / `MirInstruction` など、値やCFGの概念
- backend 依存の最適化・型情報
- “動くための lowering” ロジック（生成・変換）

許可（持ってよいもの）:
- AST の最小要約（条件の形 / 文の種類 / span など）
- Capability / Feature（例: has_loop, has_if, has_return などの分類）

## 用語

### ControlTree
StepTree（後述）を含む、構造SSOTの総称。将来 “BlockTree / BoundaryTree” 等を追加しても、値は持たない。

### StepTree
AST を「構造ノード」に落とした木（または木＋Block列）で、次のノード種別を持つ:

- `Block`: 文の列（順序を保持）
- `If`: `cond` と then/else の `Block`
- `Loop`: `cond` と body の `Block`
- `Stmt`: 構造化していない文（Local/Assign/Return/Break/Continue/Expr などを tag 化）

## StepTreeContract（構造契約SSOT）

StepTreeContract は「この構造が何を含み、何を要求するか」を最小の契約として宣言する。
lowering/PHI/CFG の判断にはまだ使わない（dev-only）だが、再解析の増殖を防ぐための SSOT になる。

最小フィールド案（P1）:
- `exits`: `return` / `break` / `continue` の存在（構造だけ）
- `writes`: 変数への書き込み（最小は `Assignment target=Variable(name)` と `Local` 宣言の集合）
- `required_caps`: capability 宣言（例: `NestedLoop`, `TryCatch`, `Throw`, `Lambda` など）
- `cond_sig`: if/loop 条件式の要約（下記）

### cond_sig の方針（SSOT）

- cond_sig は **ASTNode 参照を保持しない**（巨大化・ライフタイム・clone コストの問題を避ける）。
- cond_sig は **summary（要約）SSOT** とし、`AstSummary` 相当の安定表現に固定する。
  - 目的は「構造分類/契約の固定」であり、式同値（完全な等価判定）は非対象。
- StepTree は当面 **観測/分類の SSOT（dev-only）** として運用する。
  - 将来 StepTree→Normalized（env+継続）を “本番導線” にする場合は、cond の lowering 用に `AstExprId` 等を保持する **別SSOT**（例: `StepTreeRef`）を追加し、cond_sig は署名/ログ用途として維持する。

## StepTreeSignature（構造署名）

StepTreeSignature は StepTreeContract + node kinds の “安定な基底文字列” を hash した識別子。

用途:
- dev-only ログの検索キー
- “同型ループ/同型if” の増殖検知（再解析の増殖防止）

注意:
- `Span` 等の位置情報は signature に含めない（入力差でブレるため）。

## Capability（段階投入のSSOT）

StepTree は capability を“宣言”し、未対応は **Fail-Fast（dev-only / strict）** で止める。

想定する段階（例）:
1. **if-only**（ネストifまで）: Phase 110 P1
2. loop-in-if / if-in-loop: Phase 111+（予定）
3. nested loop: capability guard のまま（別Phaseで解禁）

## 位置づけ（LoopSkeleton との関係）

- **LoopSkeleton**（`loop_canonicalizer`）: loop 1個の骨格を正規化して、JoinIR に渡せる形へ整える。
- **StepTree**（control_tree）: 関数/ブロック全体の“構造”をSSOT化し、ネスト対応の入口を提供する。

両者は競合しない:
- LoopSkeleton は “loop単体の正規化” が責務
- StepTree は “構造の観測と分類” が責務（値やCFGを持たない）

## デバッグ出力（dev-only）

- 既定では出さない（既定挙動不変）。
- `NYASH_JOINIR_DEV=1` のときのみ StepTree をダンプする（prefix は `[trace:dev] control_tree/step_tree`）。
- StepTree は routing の入力にしない（当面は parity/観測のみ。routing SSOT は feature extractor + analyzer）。