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# CSE Pass Callee フィールド対応修正 - 完了報告

## 日付
2025-12-05

## 概要
CSE (Common Subexpression Elimination) パスの `instruction_key()` 関数で `Call` 命令の `callee` フィールドを無視していたバグを修正しました。

## 問題

### 根本原因
`src/mir/passes/cse.rs` の `instruction_key()` 関数が `Call` 命令のキー生成時に `callee` フィールドを無視していました：

```rust
// 修正前（バグあり）
MirInstruction::Call { func, args, .. } => {
    format!("call_{}_{}", func.as_u32(), args_str)
    // ← callee フィールドを無視！
}
```

### 影響範囲
これにより、以下のような問題が発生する可能性がありました：

1. **異なるメソッドの誤統合**：
   ```rust
   %r1 = call Method { receiver: %obj, method: "upper", ... } ()
   %r2 = call Method { receiver: %obj, method: "lower", ... } ()
   // 両方とも "call_<obj>_" という同じキー → 誤って統合される可能性
   ```

2. **Global 関数の情報損失**：
   ```rust
   %r1 = call Global("print") (%msg)
   // callee 情報が失われ、func の ValueId だけでキー生成
   ```

## 修正内容

### コード変更
`src/mir/passes/cse.rs` の `instruction_key()` 関数を修正（行 81-126）：

```rust
MirInstruction::Call { callee, func, args, .. } => {
    let args_str = args.iter()
        .map(|v| v.as_u32().to_string())
        .collect::<Vec<_>>()
        .join(",");

    // callee 情報を含めて正確なキー生成
    if let Some(c) = callee {
        use crate::mir::Callee;
        match c {
            Callee::Global(name) => {
                format!("call_global_{}_{}", name, args_str)
            }
            Callee::Method { box_name, method, receiver, .. } => {
                let recv_str = receiver
                    .map(|r| r.as_u32().to_string())
                    .unwrap_or_else(|| "static".to_string());
                format!("call_method_{}.{}_{}_{}",
                        box_name, method, recv_str, args_str)
            }
            Callee::Value(v) => {
                format!("call_value_{}_{}", v.as_u32(), args_str)
            }
            Callee::Extern(name) => {
                format!("call_extern_{}_{}", name, args_str)
            }
            Callee::Constructor { box_type } => {
                format!("call_ctor_{}_{}", box_type, args_str)
            }
            Callee::Closure { .. } => {
                // Closures are unique by definition
                format!("call_closure_{}_{}", func.as_u32(), args_str)
            }
        }
    } else {
        // Legacy path: backward compatibility
        format!("call_legacy_{}_{}", func.as_u32(), args_str)
    }
}
```

### キー生成方式

| Callee 種類 | キー形式 | 例 |
|------------|---------|-----|
| Global | `call_global_{name}_{args}` | `call_global_print_200` |
| Method | `call_method_{box}.{method}_{receiver}_{args}` | `call_method_StringBox.upper_100_` |
| Value | `call_value_{vid}_{args}` | `call_value_42_200` |
| Extern | `call_extern_{name}_{args}` | `call_extern_libc.malloc_1024` |
| Constructor | `call_ctor_{box_type}_{args}` | `call_ctor_StringBox_5` |
| Closure | `call_closure_{func}_{args}` | `call_closure_99_` |
| None (legacy) | `call_legacy_{func}_{args}` | `call_legacy_42_200` |

## テスト結果

### 単体テスト（standalone）
```
✅ Test 1: 同じ receiver、異なる method → 異なるキー
   call_method_StringBox.upper_100_ ≠ call_method_StringBox.lower_100_

✅ Test 2: 異なる receiver、同じ method → 異なるキー
   call_method_StringBox.upper_100_ ≠ call_method_StringBox.upper_101_

✅ Test 3: 完全に同じ呼び出し → 同じキー（CSE が効く）
   call_method_StringBox.upper_100_ == call_method_StringBox.upper_100_

✅ Test 4: Global 関数呼び出し → 正しいキー
   call_global_print_200

✅ Test 5: Legacy 呼び出し（callee なし）→ 互換性維持
   call_legacy_42_200
```

### 統合テスト
```bash
✅ apps/tests/loop_if_phi.hako        - sum=9（正常）
✅ apps/tests/peek_expr_block.hako    - found one（正常）
✅ apps/tests/loop_min_while.hako     - 0 1 2（正常）
✅ apps/tests/string_ops_basic.hako   - len=5, sub=bcd（正常）
```

### ビルド結果
```bash
✅ cargo build --release
   Compiling nyash-rust v0.1.0
   Finished `release` profile [optimized] target(s) in 0.10s
```

## 達成効果

### ✅ 正確性向上
- 異なるメソッド呼び出しを正しく区別
- receiver と method の両方を考慮したキー生成
- Global/Extern/Constructor 呼び出しを明確に分離

### ✅ バグ予防
- 同じ receiver でも異なるメソッドは別のキーに
- 異なる receiver でも同じメソッドは別のキーに
- callee 情報の完全活用

### ✅ 後方互換性
- `callee: None` の legacy path で既存コード継続動作
- 段階的移行をサポート

### ✅ パフォーマンス
- キー生成コストはわずか（許容範囲）
- CSE の効果は維持（正確性向上）

## 技術的洞察

### Callee 型の重要性
ChatGPT5 Pro が設計した `Callee` enum は、MIR Call 命令の型安全性を大幅に向上させました：

1. **コンパイル時解決**: 関数呼び出しの種類を型で表現
2. **シャドウイング回避**: 実行時文字列解決から脱却
3. **最適化基盤**: CSE などのパスが正確な情報を利用可能

### CSE での活用
Callee 情報により、CSE パスは以下を正確に判断できます：

- 同じメソッド呼び出しの検出（receiver + method）
- 異なる呼び出しの区別（Global vs Method vs Extern）
- Constructor と Closure の特別扱い

## 関連ドキュメント

- [MIR Callee 革新](../architecture/mir-callee-revolution.md)
- [Callee 実装ロードマップ](../../private/roadmap2/phases/phase-15/mir-callee-implementation-roadmap.md)
- [CSE Pass 修正提案](cse-pass-callee-fix.md)

## 今後の展開

### 短期（Phase 33）
- ✅ CSE Pass の callee 対応完了
- 🔄 他の最適化パスでの callee 活用検討

### 中期（Phase 34）
- 型推論での callee 情報活用
- インライン化での callee 情報利用

### 長期（Phase 40+）
- Callee ベースの高度な最適化
- JIT での callee 情報活用

## 結論

CSE Pass の callee 対応修正は完全に成功しました。修正は最小限（約50行）で、テストは全て通過し、期待される効果を達成しています。

この修正により、CSE パスは MIR Call 命令の callee 情報を正確に利用し、異なる呼び出しを正しく区別できるようになりました。これは MIR Callee 型革新（Phase 15.5）の重要な実装成果の一つです。

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**実装者**: Claude Code
**レビュー**: 完了
**マージ準備**: Ready ✅