2025-09-12 20:40:48 +09:00
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# LLVM Python Backend (Experimental)
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## 📝 概要
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Rust/inkwellの複雑性を回避し、llvmliteを使ってシンプルに実装する実験的バックエンド。
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2025-09-17 10:58:12 +09:00
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ChatGPTが設計した`docs/design/LLVM_LAYER_OVERVIEW.md`の設計原則に従う。
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## 🎯 目的
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1. **検証ハーネス** - PHI/SSA構造の高速検証
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2. **プロトタイプ** - 新機能の迅速な試作
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3. **教育的価値** - シンプルで理解しやすい実装
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4. **バックアップ** - Rustが詰まった時の代替案
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## 📂 構造
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llvm_py/
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├── README.md # このファイル
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├── llvm_builder.py # メインのLLVM IR生成（パスのオーケストレーション）
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├── mir_reader.py # MIR(JSON) ローダ
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├── resolver.py # 値解決（SSA/PHIの局所化とキャッシュ）
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├── utils/
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│ └── values.py # 同一ブロック優先の解決などの共通ポリシー
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├── cfg/
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│ └── utils.py # CFG ビルド（pred/succ）
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├── prepass/
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│ ├── loops.py # ループ検出（while 形）
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│ └── if_merge.py # if-merge（ret-merge）前処理（PHI前宣言プラン）
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├── instructions/
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│ ├── controlflow/
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│ │ ├── branch.py # 条件分岐
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│ │ ├── jump.py # 無条件ジャンプ
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│ │ └── while_.py # 通常の while 降下（LoopForm 失敗時のフォールバック）
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│ ├── binop.py # 2項演算
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│ ├── compare.py # 比較演算（i1生成）
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│ ├── const.py # 定数
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│ ├── copy.py # Copy（MIR13 PHI-off の合流表現）
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│ ├── call.py # Ny 関数呼び出し
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│ ├── boxcall.py # Box メソッド呼び出し
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│ ├── externcall.py # 外部呼び出し
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│ ├── newbox.py # Box 生成
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│ ├── ret.py # return 降下（if-merge の前宣言PHIを優先）
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│ ├── typeop.py # 型変換
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│ ├── safepoint.py # safepoint
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│ └── barrier.py # メモリバリア
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└── test_simple.py # 基本テスト
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2025-09-12 20:40:48 +09:00
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## 🚀 使い方
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```bash
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# MIR JSONからオブジェクトファイル生成
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python src/llvm_py/llvm_builder.py input.mir.json -o output.o
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# 環境変数で切り替え（将来）
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NYASH_LLVM_USE_HARNESS=1 ./target/release/nyash program.nyash
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2025-09-17 16:11:01 +09:00
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## 🔧 開発用フラグ（プリパス/トレース）
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- `NYASH_LLVM_USE_HARNESS=1` … Rust 実行から llvmlite ハーネスへ委譲
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- `NYASH_LLVM_PREPASS_LOOP=1` … ループ検出プリパスON（while 形を構造化）
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- `NYASH_LLVM_PREPASS_IFMERGE=1` … if-merge（ret-merge）プリパスON（ret値 PHI を前宣言）
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- `NYASH_LLVM_TRACE_PHI=1` … PHI 配線と end-of-block 解決の詳細トレース
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- `NYASH_CLI_VERBOSE=1` … 降下やスナップショットの詳細ログ
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- `NYASH_MIR_NO_PHI=1` … MIR13（PHI-off）を明示（既定1）
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- `NYASH_VERIFY_ALLOW_NO_PHI=1` … PHI-less を検証で許容（既定1）
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## 📋 設計原則（LLVM_LAYER_OVERVIEWに準拠）
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1. Resolver-only reads（原則）: 直接の cross-block vmap 参照は避け、resolver 経由で取得
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2. Localize at block start: ブロック先頭で PHI を作る（if-merge は prepass で前宣言）
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3. Sealed SSA: ブロック末 snapshot を用いた finalize_phis 配線
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4. Builder cursor discipline: 生成位置の厳格化（terminator 後に emit しない）
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## 🎨 実装状況
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- [ ] 基本構造（MIR読み込み）
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- [x] ControlFlow 分離（branch/jump/while_regular）
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- [x] CFG/Prepass 分離（cfg/utils.py, prepass/loops.py, prepass/if_merge.py）
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- [x] if-merge（ret-merge）の PHI 前宣言（ゲート: NYASH_LLVM_PREPASS_IFMERGE=1）
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- [x] ループプリパス（ゲート: NYASH_LLVM_PREPASS_LOOP=1）
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- [ ] 追加命令/Stage-3 の持続的整備
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## ✅ テスト・検証
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- パリティ（llvmlite vs PyVM。既定は終了コードのみ比較）
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- `./tools/pyvm_vs_llvmlite.sh apps/tests/ternary_nested.nyash`
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- 代表例（プリパス有効）:
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- `NYASH_LLVM_PREPASS_IFMERGE=1 ./tools/pyvm_vs_llvmlite.sh apps/tests/ternary_nested.nyash`
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- `NYASH_LLVM_PREPASS_LOOP=1 ./tools/pyvm_vs_llvmlite.sh apps/tests/loop_if_phi.nyash`
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- 厳密比較（標準出力+終了コード）
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- `CMP_STRICT=1 ./tools/pyvm_vs_llvmlite.sh <file.nyash>`
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- まとまったスモーク（PHI-off 既定）
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- `tools/smokes/curated_llvm.sh`
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- PHI-on 検証（実験的）: `tools/smokes/curated_llvm.sh --phi-on`
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## 📊 予想行数
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- 全体: 800-1000行
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- コア実装: 300-400行
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2025-09-17 10:58:12 +09:00
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「簡単最高」の精神を体現！
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