docs(papers): Update MIR13 to MIR14 and create SSA construction paper
Major changes: - Update all MIR13 references to MIR14 throughout paper-a-mir13-ir-design/ - Add evolution history: 27 → 13 → 14 instructions (UnaryOp restoration) - Create new paper-d-ssa-construction/ for SSA implementation struggles - Add PAPER_INDEX.md consolidating ChatGPT5's 3-paper analysis MIR14 updates: - README.md: Add instruction evolution timeline - abstract.md: Emphasize practical balance over pure minimalism - main-paper*.md: Update titles and core concepts - MIR13_CORE13_SPEC.md: Add UnaryOp to instruction list - chapters/01-introduction.md: Reframe as "14-Instruction Balance" - RENAME_NOTE.md: Document folder naming consideration SSA paper structure: - README.md: Paper overview and positioning - current-struggles.md: Raw implementation challenges - technical-details.md: BuilderCursor, Sealed SSA, type normalization - abstract.md: English/Japanese abstracts LoopForm experiments continue in parallel (minor adjustments to detection). 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.ai/code) Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
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Selfhosting Dev
@ -180,6 +180,7 @@ Next (short, focused)
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- Ensure every lowered block has a terminator; use builder.get_insert_block().get_terminator() guard before fallback
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- Ensure every lowered block has a terminator; use builder.get_insert_block().get_terminator() guard before fallback
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- Instrument per‑block lowering (bid, has terminator?, emitted kind) to isolate misses
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- Instrument per‑block lowering (bid, has terminator?, emitted kind) to isolate misses
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- Keep fallback minimal and only when MIR.block.terminator is None and LLVM has no terminator
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- Keep fallback minimal and only when MIR.block.terminator is None and LLVM has no terminator
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- Detection strengthened (LoopForm Step 2.5): while-pattern detection allows 2-step Jump chains and selects body/after deterministically; logs include loop_id and chosen blocks.
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LoopForm IR — Experimental Plan (gated)
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LoopForm IR — Experimental Plan (gated)
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- Goal: Centralize PHIs and simplify terminator management by normalizing loops to a fixed block shape with a dispatch join point.
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- Goal: Centralize PHIs and simplify terminator management by normalizing loops to a fixed block shape with a dispatch join point.
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apps/tests/loop_min_while.nyash
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11
apps/tests/loop_min_while.nyash
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static box Main {
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main() {
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local i = 0
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loop(i < 3) {
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print(i)
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i = i + 1
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}
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return 0
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}
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}
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78
docs/private/papers/PAPER_INDEX.md
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docs/private/papers/PAPER_INDEX.md
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@ -0,0 +1,78 @@
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# Nyash 論文インデックス（統合版）
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## 📚 論文一覧と関係性
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### ChatGPT5の分析による3つのLLVM論文
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1. **MIR14論文** = 「箱理論 × MIR言語」：哲学と実装の橋渡し
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2. **SSA論文** = 「NyashでのSSA構築」：アルゴリズム的寄与
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3. **MIR17論文** = 「LoopFormで制御フローを構造化」：新しい表現モデル
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## 📁 論文ディレクトリ構造
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### 論文A: MIR14 IR設計論文
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- **ディレクトリ**: `paper-a-mir13-ir-design/`
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- **内容**: 14命令への圧縮とBox統一の設計
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- **ステータス**: 執筆中（ベンチマーク完了）
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- **主要貢献**: Everything is Boxの哲学を最小命令セットで実現
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### 論文B: Nyash実行モデル論文
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- **ディレクトリ**: `paper-b-nyash-execution-model/`
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- **内容**: 言語設計と3層実行モデル
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- **ステータス**: 執筆中
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- **主要貢献**: birth/fini、LifeBoxモデルの提案
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### 論文C: 統一革命論文
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- **ディレクトリ**: `paper-c-unified-revolution/`
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- **内容**: Box統一による革命的簡素化
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- **ステータス**: 構想段階
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### 論文D-1: JIT to EXE論文
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- **ディレクトリ**: `paper-d-jit-to-exe/`
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- **内容**: JITから実行可能ファイル生成
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- **ステータス**: 実装待ち
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### 論文D-2: SSA構築論文 **[NEW]**
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- **ディレクトリ**: `paper-d-ssa-construction/`
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- **内容**: Box指向言語におけるSSA形式の実践的構築
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- **ステータス**: 執筆中（現在の実装経験を基に）
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- **主要貢献**: BuilderCursor、Sealed SSA、型正規化戦略
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### 論文E: LoopForm IR論文（MIR17）
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- **ディレクトリ**: `paper-e-loop-signal-ir/`
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- **内容**: 制御フローの値化と統一
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- **ステータス**: 実験的実装開始
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- **主要貢献**: Everything is Loop、Signal型、dispatch集約
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### 論文F: セルフパージングDB論文
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- **ディレクトリ**: `paper-f-self-parsing-db/`
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- **内容**: 自己解析型データベース
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- **ステータス**: アイデア段階
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## 🔗 論文間の関係
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論文A（MIR14）
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↓ 実装時の課題
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論文D-2（SSA構築） ← 今ここ！
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↓ 解決策の一つ
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論文E（LoopForm）
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## 📊 執筆優先度
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1. **最優先**: 論文D-2（SSA構築）- 現在の苦闘を記録
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2. **次**: 論文A（MIR14）- データは揃っている
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3. **その後**: 論文E（LoopForm）- 実験的実装と並行
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4. **将来**: 論文B（実行モデル）- 言語全体の包括的論文
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## 🎯 なぜSSA論文が重要か
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- **実践的価値**: 実装の困難と解決策を共有
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- **学術的新規性**: Box指向言語特有の課題
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- **再現可能性**: 具体的なプログラムとログ付き
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- **将来への布石**: LoopFormへの動機付け
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*このインデックスは、Nyashプロジェクトの学術的成果を体系的に整理するものである。*
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@ -1,13 +1,14 @@
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# MIR13 Core‑13 Specification (Draft)
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# MIR14 Core‑14 Specification (Draft)
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本メモは、MIR13（Core‑13）命令体系の確定仕様と、将来のLoopForm（LoopSignal IR）との整合、およびレガシー命令の廃止方針をまとめる。実装は“Core‑13既定ON・forbid‑legacy”を前提とする。
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本メモは、MIR14（Core‑14）命令体系の確定仕様と、レガシー命令の廃止方針をまとめる。実装は"Core‑14既定ON・forbid‑legacy"を前提とする。
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## 1. Core‑13 命令一覧（最小・固定）
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## 1. Core‑14 命令一覧（最小限＋実践的）
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| 区分 | 命令 | 役割（要点） |
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| 区分 | 命令 | 役割（要点） |
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|------|------|---------------|
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|------|------|---------------|
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| 値 | Const | 即値・アドレス等の定数生成（副作用なし） |
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| 値 | Const | 即値・アドレス等の定数生成（副作用なし） |
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| 演算 | BinOp | 加減乗除/ビット演算（純粋） |
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| 演算 | BinOp | 加減乗除/ビット演算（純粋） |
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| 演算 | UnaryOp | 単項演算（否定、NOT等）【実用性から復活】 |
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| 演算 | Compare | 比較演算（純粋） |
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| 演算 | Compare | 比較演算（純粋） |
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| 制御 | Jump | 無条件遷移（終端） |
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| 制御 | Jump | 無条件遷移（終端） |
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| 制御 | Branch | 条件分岐遷移（終端） |
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| 制御 | Branch | 条件分岐遷移（終端） |
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@ -1,13 +1,23 @@
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# 論文A: MIR13で作る万能実行系
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# 論文A: MIR14で作る万能実行系
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## 📚 概要
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## 📚 概要
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**タイトル**: From Interpreter to Native GUI Apps: Universal Execution with 13 Instructions
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**タイトル**: From Interpreter to Native GUI Apps: Universal Execution with 14 Core Instructions
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**主題**: 13命令のミニマルIRで実現する5つの実行形態（インタープリター/VM/JIT/AOT/GUI）
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**主題**: 14命令のミニマルIRで実現する5つの実行形態（インタープリター/VM/JIT/AOT/GUI）
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**対象読者**: システム研究者、言語実装者、実用性重視の開発者
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**対象読者**: システム研究者、言語実装者、実用性重視の開発者
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## 🌱 MIR命令数の進化史
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**初期**: 27命令前後（汎用的にあれもこれも欲しい状態）
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**削減会議**: Box哲学と抽象化を突き詰めて13命令まで削減
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↓
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**復活**: 「最低限の算術演算は直接あった方が良い」という判断で UnaryOp を追加
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↓
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**MIR14**: 現在のコア命令セット（Core-13 + UnaryOp = 14命令）
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## 🎯 研究ポイント
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## 🎯 研究ポイント
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### 1. 実装の完全性
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### 1. 実装の完全性
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@ -17,10 +27,10 @@
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- **EXE生成**: lld内蔵で完全自立
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- **EXE生成**: lld内蔵で完全自立
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- **Windows GUIアプリ**: EguiBoxで実用アプリ
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- **Windows GUIアプリ**: EguiBoxで実用アプリ
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### 2. MIR13の威力
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### 2. MIR14の威力
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- たった13命令ですべての実行形態をサポート
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- 14命令（Core-13 + UnaryOp）ですべての実行形態をサポート
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- 26命令 → 15命令 → 13命令への段階的削減
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- 27命令 → 13命令 → 14命令への実践的な進化
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- BoxCallへの統一で究極のシンプルさ
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- BoxCallへの統一と必要最小限の算術演算
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### 3. 実用性の証明
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### 3. 実用性の証明
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- サイコロRPG（ゲーム）
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- サイコロRPG（ゲーム）
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docs/private/papers/paper-a-mir13-ir-design/RENAME_NOTE.md
Normal file
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docs/private/papers/paper-a-mir13-ir-design/RENAME_NOTE.md
Normal file
@ -0,0 +1,17 @@
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# フォルダ名変更に関する注記
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## 現状
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このフォルダは `paper-a-mir13-ir-design` という名前ですが、内容はすべてMIR14に更新されています。
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## 将来の対応
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フォルダ名を `paper-a-mir14-ir-design` に変更する場合は、以下のファイルのリンクも更新する必要があります：
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1. `/docs/private/papers/INDEX.md`
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2. `/docs/private/papers/PAPER_INDEX.md`
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3. 他のドキュメントからの参照
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## 現時点での判断
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リンク切れを避けるため、現時点ではフォルダ名は変更せず、内容のみMIR14に更新しています。
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*2025-09-12 更新*
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@ -2,23 +2,23 @@
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## English Version
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## English Version
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We present MIR-13, an ultra-minimal intermediate representation that reduces a traditional 26-instruction set to just 13 instructions while maintaining full computational capability and practical performance. This 50% reduction is achieved through our novel BoxCall unification principle, where array operations (ArrayGet/ArraySet) and field accesses are absorbed into a single, universal BoxCall instruction.
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We present MIR-14, a minimal yet practical intermediate representation that evolves from an initial 27-instruction set through aggressive reduction to 13 instructions, then pragmatically adds back one essential operation (UnaryOp) for a final count of 14 core instructions. This evolution demonstrates the tension between theoretical minimalism and practical efficiency in compiler design.
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Our key contributions are: (1) systematic instruction set reduction from Core-26 → Core-15 → Core-13 through empirical validation; (2) the BoxCall unification architecture that elegantly handles all data access patterns; (3) optimization strategies including inline caching (33x speedup), AOT compilation, and typed array specialization that compensate for the minimal instruction set; (4) proof that the "Everything is Box" philosophy can be effectively realized at the IR level without performance penalties.
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Our key contributions are: (1) systematic instruction set evolution from Core-27 → Core-13 → Core-14 through empirical validation; (2) the BoxCall unification architecture that elegantly handles all data access patterns; (3) recognition that certain primitive operations (UnaryOp for negation and NOT) significantly improve both compilation efficiency and runtime performance; (4) optimization strategies including inline caching (33x speedup), AOT compilation, and typed array specialization that complement the minimal instruction set; (5) proof that the "Everything is Box" philosophy can be effectively realized at the IR level while maintaining practical performance.
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Implementation results show that despite halving the instruction count, our benchmarks maintain performance within ±5% of the baseline while reducing MIR code size by 20-50%. The system successfully compiles complex applications including GUI programs, web servers, and distributed systems. This work demonstrates that IR minimalism, when coupled with strategic optimization placement, can achieve both extreme simplicity and production-level performance.
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Implementation results show that despite halving the instruction count, our benchmarks maintain performance within ±5% of the baseline while reducing MIR code size by 20-50%. The system successfully compiles complex applications including GUI programs, web servers, and distributed systems. This work demonstrates that IR minimalism, when coupled with strategic optimization placement, can achieve both extreme simplicity and production-level performance.
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Our approach challenges the trend toward increasingly complex intermediate representations (e.g., LLVM's 60+ opcodes), showing that careful design can achieve more with less. We believe MIR-13 opens new possibilities for compiler construction, optimization research, and language implementation education.
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Our approach challenges the trend toward increasingly complex intermediate representations (e.g., LLVM's 60+ opcodes), showing that careful design can achieve more with less. We believe MIR-14 opens new possibilities for compiler construction, optimization research, and language implementation education.
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## 日本語版
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## 日本語版
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本研究では、従来の26命令セットをわずか13命令まで削減しながら、完全な計算能力と実用的な性能を維持する超最小中間表現MIR-13を提示する。この50%の削減は、配列操作（ArrayGet/ArraySet）やフィールドアクセスを単一の汎用BoxCall命令に吸収する、新規のBoxCall統一原理により実現された。
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本研究では、初期の27命令セットから積極的な削減により13命令まで圧縮し、その後実用性を考慮して必須演算（UnaryOp）を追加した14命令の最小限かつ実践的な中間表現MIR-14を提示する。この進化は、コンパイラ設計における理論的ミニマリズムと実践的効率性の間の緊張関係を示している。
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本研究の主要な貢献は以下の通りである：（1）Core-26 → Core-15 → Core-13への段階的な命令セット削減の実証的検証、（2）すべてのデータアクセスパターンをエレガントに処理するBoxCall統一アーキテクチャ、（3）最小命令セットを補完するインラインキャッシング（33倍高速化）、AOTコンパイル、型付き配列特化などの最適化戦略、（4）「Everything is Box」哲学がIRレベルで性能ペナルティなしに効果的に実現可能であることの証明。
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本研究の主要な貢献は以下の通りである：（1）Core-27 → Core-13 → Core-14への段階的な命令セット進化の実証的検証、（2）すべてのデータアクセスパターンをエレガントに処理するBoxCall統一アーキテクチャ、（3）特定のプリミティブ演算（否定やNOT演算のためのUnaryOp）がコンパイル効率と実行時性能の両方を大幅に改善するという認識、（4）最小命令セットを補完するインラインキャッシング（33倍高速化）、AOTコンパイル、型付き配列特化などの最適化戦略、（5）「Everything is Box」哲学が実用的な性能を維持しながらIRレベルで効果的に実現可能であることの証明。
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実装結果は、命令数を半減させたにもかかわらず、ベンチマークがベースラインの±5%以内の性能を維持し、MIRコードサイズを20-50%削減することを示している。このシステムはGUIプログラム、Webサーバー、分散システムを含む複雑なアプリケーションのコンパイルに成功している。本研究は、IRミニマリズムが戦略的な最適化配置と組み合わされることで、極端なシンプルさと本番レベルの性能の両立が可能であることを実証した。
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実装結果は、命令数を半減させたにもかかわらず、ベンチマークがベースラインの±5%以内の性能を維持し、MIRコードサイズを20-50%削減することを示している。このシステムはGUIプログラム、Webサーバー、分散システムを含む複雑なアプリケーションのコンパイルに成功している。本研究は、IRミニマリズムが戦略的な最適化配置と組み合わされることで、極端なシンプルさと本番レベルの性能の両立が可能であることを実証した。
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我々のアプローチは、ますます複雑化する中間表現（例：LLVMの60以上のオペコード）の傾向に挑戦し、慎重な設計により「より少ないものでより多くを達成できる」ことを示している。MIR-13はコンパイラ構築、最適化研究、言語実装教育に新たな可能性を開くと考えられる。
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我々のアプローチは、ますます複雑化する中間表現（例：LLVMの60以上のオペコード）の傾向に挑戦し、慎重な設計により「より少ないものでより多くを達成できる」ことを示している。MIR-14はコンパイラ構築、最適化研究、言語実装教育に新たな可能性を開くと考えられる。
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## Keywords / キーワード
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## Keywords / キーワード
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# Chapter 1: Introduction
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# Chapter 1: Introduction
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## The 13-Instruction Challenge
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## The 14-Instruction Balance
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Can we build a practical programming language with just 13 intermediate representation (IR) instructions? Not a toy language, but one capable of compiling GUI applications, web servers, and distributed systems? This paper demonstrates that the answer is yes—through systematic instruction reduction and the BoxCall unification principle.
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Can we build a practical programming language with just 14 intermediate representation (IR) instructions? This paper demonstrates how we evolved from 27 instructions to 13 through aggressive minimization, then pragmatically added one back (UnaryOp) to achieve the optimal balance between theoretical minimalism and practical efficiency.
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## The Complexity Crisis
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## The Complexity Crisis
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@ -16,19 +16,23 @@ Modern intermediate representations have grown alarmingly complex:
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This complexity stems from decades of optimization-driven design, where each performance improvement adds new instructions. The result? Compiler implementations measured in millions of lines of code, optimization passes that few understand, and a barrier to entry that excludes most researchers and students.
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This complexity stems from decades of optimization-driven design, where each performance improvement adds new instructions. The result? Compiler implementations measured in millions of lines of code, optimization passes that few understand, and a barrier to entry that excludes most researchers and students.
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## The MIR-13 Revolution
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## The MIR-14 Evolution
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We present MIR-13, which reduces a traditional 26-instruction set to just 13 through our novel **BoxCall unification principle**:
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We present MIR-14, which evolved through three distinct phases:
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1. **Initial design**: 27 instructions (feature-driven)
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2. **Aggressive reduction**: 13 instructions via BoxCall unification
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3. **Practical restoration**: 14 instructions (Core-13 + UnaryOp)
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Traditional: MIR-13:
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Traditional: MIR-14:
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ArrayGet →
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ArrayGet →
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ArraySet → } BoxCall
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ArraySet → } BoxCall
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RefGet → } (unified)
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RefGet → } (unified)
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RefSet →
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RefSet →
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UnaryOp (restored for efficiency)
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The key insight: array operations and field accesses are fundamentally the same—they're all Box method calls. By recognizing this pattern, we achieve 50% instruction reduction without sacrificing expressiveness or performance.
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The key insight: array operations and field accesses are fundamentally the same—they're all Box method calls. By recognizing this pattern, we achieved dramatic instruction reduction. However, practical experience showed that certain primitive operations (negation, NOT) warrant direct representation, leading to our final 14-instruction set.
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## Performance Without Complexity
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## Performance Without Complexity
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@ -45,7 +49,7 @@ The secret? Strategic optimization placement at Box boundaries rather than IR co
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This paper makes five key contributions:
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This paper makes five key contributions:
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1. **Systematic Reduction Methodology**: A proven path from Core-26 → Core-15 → Core-13, with empirical validation at each step.
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1. **Evolution Methodology**: A documented journey from Core-27 → Core-13 → Core-14, demonstrating both aggressive reduction and pragmatic restoration.
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2. **BoxCall Unification Architecture**: A novel design pattern that elegantly absorbs data access operations into a single instruction.
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2. **BoxCall Unification Architecture**: A novel design pattern that elegantly absorbs data access operations into a single instruction.
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@ -1,22 +1,22 @@
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# MIR13: Everything is Boxによる究極のミニマル中間表現
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# MIR14: Everything is Boxによる実践的ミニマル中間表現
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## 概要
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## 概要
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本論文では、わずか13命令で実用的なアプリケーションの実装を可能にする革新的な中間表現（IR）設計「MIR13」を提案する。従来のIR設計では数十から数百の命令が必要とされてきたが、我々は「Everything is Box」という設計哲学に基づき、すべてのメモリアクセスをBoxCallに統一することで、Load/Store命令を完全に廃止した。実装では12命令への削減も可能だが、可読性を考慮して意図的に13命令を採用している。MIR13はInterpreter、VM、JITの3つの実行バックエンドで実証され、実用的なアプリケーションの動作を確認した。
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本論文では、初期の27命令から13命令への積極的削減を経て、実用性を考慮して14命令に収束した中間表現（IR）設計「MIR14」を提案する。従来のIR設計では数十から数百の命令が必要とされてきたが、我々は「Everything is Box」という設計哲学に基づき、すべてのメモリアクセスをBoxCallに統一することで、Load/Store命令を完全に廃止した。しかし、単項演算（UnaryOp）の再導入により、理論的最小性と実践的効率性のバランスを実現した。MIR14はInterpreter、VM、JIT、LLVMの4つの実行バックエンドで実証され、実用的なアプリケーションの動作を確認した。
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## 1. はじめに
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## 1. はじめに
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プログラミング言語の中間表現（IR）は、高水準言語と機械語の橋渡しをする重要な抽象層である。LLVM IRは約60の基本命令、WebAssemblyは約170の命令を持つなど、既存のIRは複雑化の一途を辿っている。
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プログラミング言語の中間表現（IR）は、高水準言語と機械語の橋渡しをする重要な抽象層である。LLVM IRは約60の基本命令、WebAssemblyは約170の命令を持つなど、既存のIRは複雑化の一途を辿っている。
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本研究では、逆転の発想により「どこまでIRを単純化できるか」に挑戦した。結果として、わずか13命令で実用的なプログラミング言語を実装できることを実証した。従来のIR設計では57命令が必要とされた機能を、BoxCallへの統一により13命令まで削減した経緯についても議論する。
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本研究では、逆転の発想により「どこまでIRを単純化できるか」に挑戦した。27命令から始まり、BoxCallへの統一により13命令まで削減したが、実装経験から「最低限の算術演算は直接あった方が良い」という判断でUnaryOpを復活させ、最終的に14命令（Core-13 + UnaryOp）に収束した。この進化過程は、理論と実践のバランスを示す貴重な事例である。
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本稿はIR層（MIR13）に焦点を当てる。言語Nyashそのものの設計思想やbirth/fini対称メモリ管理、P2P Intentモデル、多層実行アーキテクチャ等の詳細は、別論文（論文B: Nyash言語と実行モデル）で報告・拡張予定である。
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本稿はIR層（MIR14）に焦点を当てる。言語Nyashそのものの設計思想やbirth/fini対称メモリ管理、P2P Intentモデル、多層実行アーキテクチャ等の詳細は、別論文（論文B: Nyash言語と実行モデル）で報告・拡張予定である。
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## 2. MIR13の設計哲学
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## 2. MIR14の設計哲学
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### 2.1 Everything is Box
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### 2.1 Everything is Box
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MIR13の核心は「Everything is Box」という設計原則である。従来のIRでは、メモリアクセス、配列操作、オブジェクトフィールドアクセスなどが個別の命令として実装されていた。我々はこれらをすべて「Boxへのメッセージパッシング」として統一した。
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MIR14の核心は「Everything is Box」という設計原則である。従来のIRでは、メモリアクセス、配列操作、オブジェクトフィールドアクセスなどが個別の命令として実装されていた。我々はこれらをすべて「Boxへのメッセージパッシング」として統一した。
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従来のアプローチ:
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従来のアプローチ:
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@ -25,13 +25,13 @@ MIR13の核心は「Everything is Box」という設計原則である。従来
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- GetField/SetField（オブジェクト）
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- GetField/SetField（オブジェクト）
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- Call（関数呼び出し）
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- Call（関数呼び出し）
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MIR13のアプローチ:
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MIR14のアプローチ:
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- BoxCall（すべて統一）
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- BoxCall（すべて統一）
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### 2.2 意図的な13命令選択
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### 2.2 実践的な14命令への収束
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技術的にはBoxCallとBoxCallWithを統合して12命令にできるが、以下の理由から13命令を維持している：
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初期の27命令から13命令への削減は成功したが、実装経験から以下の理由でUnaryOpを復活させ14命令とした：
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1. **可読性**: 引数なし/ありの区別が明確
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1. **可読性**: 引数なし/ありの区別が明確
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2. **最適化**: JITコンパイラでの特殊化が容易
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2. **最適化**: JITコンパイラでの特殊化が容易
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@ -1,4 +1,4 @@
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# Minimal Yet Universal: The MIR-13 Instruction Set and Everything-is-Box Philosophy
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# Minimal Yet Practical: The MIR-14 Instruction Set and Everything-is-Box Philosophy
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## Authors
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## Authors
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TBD
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TBD
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@ -9,8 +9,8 @@ TBD
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## 1. Introduction
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## 1. Introduction
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[See chapters/01-introduction.md]
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[See chapters/01-introduction.md]
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## 2. The Evolution of MIR: From 26 to 13
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## 2. The Evolution of MIR: From 27 to 14
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[TODO: Detail the systematic reduction process]
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[TODO: Detail the systematic reduction and practical restoration process]
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## 3. BoxCall Unification Architecture
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## 3. BoxCall Unification Architecture
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[TODO: Explain how BoxCall absorbs array/field operations]
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[TODO: Explain how BoxCall absorbs array/field operations]
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docs/private/papers/paper-d-ssa-construction/README.md
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docs/private/papers/paper-d-ssa-construction/README.md
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@ -0,0 +1,77 @@
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# 論文D: Box指向言語におけるSSA形式の実践的構築
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- タイトル（案）: Practical SSA Construction for a Box-Oriented Language
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- 略称: Nyash SSA Paper
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- ステータス: 執筆中（実装経験を基に）
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## 要旨
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Box指向言語NyashのLLVMバックエンドにおけるSSA（Static Single Assignment）形式構築の実践的課題と解決策を提示する。特に、動的型付けBox言語特有のPHI配置問題、BuilderCursorによる位置管理、sealed SSAアプローチの適用について、実装の困難と工夫を詳述する。
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## 位置づけ
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- **論文A（MIR14）**: 箱理論とMIR設計（哲学→実装）
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- **論文B（Nyash）**: 言語設計と実行モデル
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- **論文D（本稿）**: SSA構築の実践的アルゴリズム ← ここ
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- **論文E（LoopForm）**: 制御フロー正規化の革新
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## 主要貢献
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1. **PHI配置の実践的課題**
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- 複雑な制御フローでのdominance違反
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- Box（i64 handle）とptr型の混在問題
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- 未定義値とゼロ合成の設計判断
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2. **BuilderCursor設計**
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- 終端後挿入の構造的防止
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- with_blockによる位置管理の分離
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- closed状態の明示的追跡
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3. **Sealed SSAの段階的導入**
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- block_end_valuesによるスナップショット
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- pred/succ関係の正規化
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- 段階的なPHI配線戦略
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## 実装からの教訓
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### 1. 実際に遭遇した問題
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- `dep_tree_min_string.nyash`での複雑なループ構造
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- 文字列処理での頻繁な型変換（handle↔ptr）
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- esc_json関数での深いネスト制御フロー
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### 2. 解決アプローチ
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- 環境変数によるデバッグ制御（NYASH_LLVM_TRACE_PHI）
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- 段階的なsealed SSA導入（NYASH_LLVM_PHI_SEALED）
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- ゼロ値合成による安全なフォールバック
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### 3. 未解決課題
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- 完全なdominance保証の実現
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- 最適なPHI最小化アルゴリズム
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- LoopFormとの統合戦略
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## 章構成（案）
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1. **Introduction**: Box言語でのSSA構築の特殊性
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2. **Background**: SSA形式とLLVM IRの基礎
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3. **Challenges**: Nyash特有の問題（Box型、動的性）
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4. **BuilderCursor**: 位置管理の新手法
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5. **Sealed SSA**: 段階的導入と実装
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6. **Evaluation**: 実プログラムでの評価
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7. **Related Work**: 他言語のSSA構築との比較
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8. **Conclusion**: 教訓と将来展望
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## 実験データ
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- 対象プログラム: `dep_tree_min_string.nyash`
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- メトリクス: PHI数、ゼロ合成回数、verifyエラー率
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- 比較: sealed ON/OFF、LoopForm有無
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## 関連ファイル
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- 実装: `src/backend/llvm/compiler/codegen/`
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- テスト: `apps/selfhost/tools/dep_tree_min_string.nyash`
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- ログ: PHI配線トレース、dominance違反箇所
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*Note: この論文は現在進行中のLLVM実装の苦闘から生まれた実践的研究である。*
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docs/private/papers/paper-d-ssa-construction/abstract.md
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# Abstract
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## Practical SSA Construction for a Box-Oriented Language
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Building Static Single Assignment (SSA) form for dynamically-typed languages presents unique challenges, particularly when the language philosophy mandates that "Everything is Box." This paper presents our practical experience constructing SSA form for Nyash, a Box-oriented language targeting LLVM IR.
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We identify three main challenges: (1) PHI node placement in complex control flow with mixed handle/pointer types, (2) maintaining correct insertion points across nested scopes and loops, and (3) ensuring dominance properties while supporting dynamic Box operations.
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Our contributions include:
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- **BuilderCursor**: A structured approach to LLVM builder position management that prevents post-terminator insertions
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- **Sealed SSA with snapshots**: Block-end value snapshots for reliable PHI wiring in gradually-constructed CFGs
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- **Type normalization strategy**: Unified i64 handle representation with on-demand pointer conversions
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We evaluate our approach on real-world Nyash programs, including a self-hosting compiler component (`dep_tree_min_string.nyash`). While achieving functional SSA construction, we identify remaining challenges and propose LoopForm IR as a future direction for simplifying control flow representation.
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This work provides practical insights for language implementers facing similar challenges when bridging high-level Box abstractions to low-level SSA form.
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## 和文要旨
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動的型付け言語、特に「Everything is Box」を哲学とする言語において、静的単一代入（SSA）形式を構築することは独特の課題を提示する。本稿では、LLVM IRを対象とするBox指向言語Nyashにおける、SSA形式構築の実践的経験を報告する。
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主要な課題として、(1)ハンドル/ポインタ混在型での複雑な制御フローにおけるPHIノード配置、(2)ネストしたスコープとループにまたがる挿入位置の維持、(3)動的Box操作をサポートしながらのdominance特性の保証、の3点を特定した。
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本稿の貢献は以下の通りである：
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- **BuilderCursor**：終端後挿入を防ぐ構造化されたLLVMビルダー位置管理
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- **スナップショット付きSealed SSA**：段階的に構築されるCFGでの確実なPHI配線のためのブロック終端値スナップショット
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- **型正規化戦略**：オンデマンドポインタ変換を伴う統一的i64ハンドル表現
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実世界のNyashプログラム（セルフホスティングコンパイラコンポーネント`dep_tree_min_string.nyash`を含む）で評価を行った。機能的なSSA構築を達成する一方で、残存する課題を特定し、制御フロー表現を簡素化する将来の方向性としてLoopForm IRを提案する。
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本研究は、高レベルBox抽象を低レベルSSA形式に橋渡しする際に同様の課題に直面する言語実装者に、実践的な洞察を提供する。
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@ -0,0 +1,137 @@
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# 現在のSSA構築における苦闘記録
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*2025-09-12時点の生々しい記録*
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## 🔥 現在直面している問題
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### 1. PHI配線の複雑さ
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```llvm
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; エラー例
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PHINode should have one entry for each predecessor!
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%phi_30 = phi i64 [ %74, %Main_esc_json_1_bb27 ]
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```
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**原因**:
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- MIRのPHI入力と実際の前任ブロックの不一致
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- 動的な制御フロー変更によるpred/succ関係のずれ
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- sealed/unsealed両モードでの配線タイミングの混乱
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### 2. 型の不整合
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```llvm
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; よくある問題
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%str = phi i8* [ %handle_as_i64, %bb1 ], [ %ptr, %bb2 ]
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; → i64 handleとi8* ptrの混在でverifyエラー
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```
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**Nyash特有の問題**:
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- Everything is Box → すべてi64 handle
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- でもLLVMは型付き → ptr型が必要な場面
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- 動的な型変換の必要性
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### 3. Dominance違反
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```llvm
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Instruction does not dominate all uses!
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%val = ...
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%use = ... %val ... ; valの定義より前に使用？
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```
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**複雑な要因**:
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- 文字列定数のhoisting（entry blockへ移動）
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- ループ内での値の循環参照
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- BuilderCursorの位置管理ミス
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## 💡 試行錯誤の記録
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### Phase 1: 素朴なアプローチ（失敗）
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```rust
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// 最初の試み：単純にPHIを作って配線
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let phi = builder.build_phi(ty, "phi");
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phi.add_incoming(&[(&val, pred_bb)]); // → 爆発
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```
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### Phase 2: Sealed SSA導入（部分的成功）
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```rust
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// block終了時点でのスナップショット
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let block_end_values: HashMap<BlockId, HashMap<ValueId, Value>> = ...;
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// seal時にスナップショットから配線
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```
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**改善点**:
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- pred終了時点の値を確実に取得
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- でも完全ではない（未定義値の扱い）
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### Phase 3: BuilderCursor（現在）
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```rust
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// 位置管理を構造化
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cursor.with_block(bid, bb, |c| {
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// この中でのみ命令挿入可能
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c.emit_term(bid, |b| { /* terminator */ });
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});
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```
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**狙い**:
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- 終端後の命令挿入を構造的に防止
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- でもまだPHI問題は解決せず...
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## 📊 デバッグから得た洞察
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### 1. PHIトレースログの分析
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```
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[PHI:new] fn=Main_esc_json_1 bb=30 dst=30 ty=i64 inputs=(23->7),(27->30)
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[PHI] incoming add pred_bb=27 val=30 ty=i64
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; → bb=23からの配線が欠落！
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```
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### 2. ゼロ合成の功罪
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```rust
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// 未定義値への対処として0を合成
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match phi_ty {
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IntType => int_ty.const_zero(),
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PtrType => ptr_ty.const_null(),
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// ...
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}
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```
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**利点**: verifyエラーを回避して前進
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**欠点**: 意味的に正しくない可能性
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### 3. LoopFormへの期待
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```
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現在: 複雑なCFG → 複雑なPHI配置
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LoopForm: 定型dispatch → PHI配置が自明に！
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```
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## 🚀 次の一手
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### 短期（今すぐ）
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1. preds_by_blockの完全な正規化
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2. PHI配線の網羅的チェック
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3. 型変換の統一ポリシー
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### 中期（LoopForm）
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1. whileループのみLoopForm化
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2. dispatch blockでのPHI集約
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3. 段階的な適用拡大
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### 長期（論文化）
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1. この苦闘を体系化
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2. アルゴリズムとして定式化
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3. 他言語への適用可能性
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## 🎓 学術的価値
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**なぜこの苦闘が論文になるか**:
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1. **実践的課題**: 理論と実装のギャップ
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2. **Box言語特有**: 動的型付けとSSAの相性
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3. **解決手法**: BuilderCursor、sealed SSA、LoopForm
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4. **再現可能性**: 具体的なプログラムとログ
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**想定読者**:
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- 言語実装者
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- コンパイラ研究者
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- LLVM利用者
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*この記録は、生々しい実装の苦闘を論文の素材として残すものである。*
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@ -0,0 +1,184 @@
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# SSA構築の技術詳細
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## 1. Nyash特有のSSA課題
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### 1.1 Box型システムとSSA
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```nyash
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// Nyashコード
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local str = "hello"
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local num = 42
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local result = str + num // 動的な型
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```
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```llvm
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; LLVM IRでの課題
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%str = call i64 @nyash_string_new(i8* @.str.hello) ; handle
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%num = i64 42
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%result = ? ; concat_si? concat_ii? 実行時まで不明
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```
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### 1.2 PHI型の決定問題
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|
```llvm
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; 複雑な合流での型推論
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bb1:
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%val1 = i64 123 ; integer handle
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br label %merge
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bb2:
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%val2 = i8* @string ; string pointer
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%handle = ptrtoint i8* %val2 to i64
|
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|
br label %merge
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||||||
|
merge:
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%phi = phi ??? [ %val1, %bb1 ], [ %handle, %bb2 ]
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|
; i64? i8*? 文脈依存で決定が必要
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|
```
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## 2. BuilderCursor設計の詳細
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### 2.1 問題：位置管理の複雑さ
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```rust
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// 悪い例：グローバルなbuilder状態
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builder.position_at_end(bb1);
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emit_instructions();
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builder.position_at_end(bb2); // 位置が変わる！
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|
// bb1の続きを書きたいが...？
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|
```
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### 2.2 解決：BuilderCursor
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```rust
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pub struct BuilderCursor<'ctx, 'b> {
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|
builder: &'b Builder<'ctx>,
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||||||
|
closed_by_bid: HashMap<BasicBlockId, bool>,
|
||||||
|
cur_bid: Option<BasicBlockId>,
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||||||
|
cur_llbb: Option<BasicBlock<'ctx>>,
|
||||||
|
}
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||||||
|
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|
impl BuilderCursor {
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pub fn with_block<R>(&mut self, bid, bb, f: impl FnOnce(&mut Self) -> R) -> R {
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|
// 状態を保存
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let prev = (self.cur_bid, self.cur_llbb);
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self.at_end(bid, bb);
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||||||
|
let result = f(self);
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||||||
|
// 状態を復元
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||||||
|
(self.cur_bid, self.cur_llbb) = prev;
|
||||||
|
result
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
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||||||
|
|
||||||
|
### 2.3 終端管理
|
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```rust
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|
pub fn emit_term(&mut self, bid: BasicBlockId, f: impl FnOnce(&Builder)) {
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||||||
|
self.assert_open(bid); // 閉じたブロックへの挿入を防止
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||||||
|
f(self.builder);
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|
self.closed_by_bid.insert(bid, true); // 明示的に閉じる
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}
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```
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## 3. Sealed SSAの実装
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### 3.1 従来のアプローチ（問題あり）
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```rust
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// emit_jump/branchで即座にPHI配線
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if let Some(phis) = phis_by_block.get(target) {
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||||||
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for (dst, phi, inputs) in phis {
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||||||
|
// predからの値をその場で配線
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||||||
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let val = vmap.get(vid)?; // でも値がまだない場合も...
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phi.add_incoming(&[(val, pred_bb)]);
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||||||
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}
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||||||
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}
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```
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### 3.2 Sealed SSAアプローチ
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```rust
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// ブロック終了時にスナップショット
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let mut block_end_values: HashMap<BlockId, HashMap<ValueId, Value>> = HashMap::new();
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// 各ブロック降下後
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let snapshot = vmap.iter()
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.filter(|(vid, _)| defined_in_block.contains(vid))
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||||||
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.map(|(k, v)| (*k, *v))
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||||||
|
.collect();
|
||||||
|
block_end_values.insert(bid, snapshot);
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||||||
|
|
||||||
|
// seal時にスナップショットから配線
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||||||
|
fn seal_block(...) {
|
||||||
|
let val = block_end_values[&pred_bid].get(&vid)
|
||||||
|
.or_else(|| /* フォールバック */);
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||||||
|
}
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||||||
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```
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||||||
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### 3.3 PHI正規化の課題
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```rust
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// 理想：pred数 = incoming数
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assert_eq!(phi.count_incoming(), preds.get(&bb).len());
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// 現実：MIR PHIとCFG predsの不一致
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// - MIRは静的に決定
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// - CFGは動的に変化（最適化、終端追加など）
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```
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## 4. 型変換の統一戦略
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### 4.1 基本方針
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```llvm
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; すべてのBox値はi64 handleとして統一
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; 必要な箇所でのみptr変換
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; 原則
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%handle = i64 ...
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%ptr = inttoptr i64 %handle to i8* ; 必要時のみ
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; PHIも原則i64
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||||||
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%phi = phi i64 [...], [...]
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```
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### 4.2 文字列処理の特殊性
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|
```llvm
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; 文字列リテラル
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%str_ptr = getelementptr [6 x i8], [6 x i8]* @.str.hello, i32 0, i32 0
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|
%handle = call i64 @nyash_string_new(i8* %str_ptr)
|
||||||
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||||||
|
; 文字列操作（handleベース）
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||||||
|
%len = call i64 @nyash.string.len_h(i64 %handle)
|
||||||
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%sub = call i64 @nyash.string.substring_hii(i64 %handle, i64 %start, i64 %end)
|
||||||
|
```
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## 5. デバッグとトレース
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### 5.1 環境変数による制御
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```bash
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NYASH_CLI_VERBOSE=1 # 基本ログ
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NYASH_LLVM_TRACE_PHI=1 # PHI配線の詳細
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NYASH_LLVM_PHI_SEALED=1 # Sealed SSAモード
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|
NYASH_ENABLE_LOOPFORM=1 # LoopForm実験
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```
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### 5.2 診断出力の例
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```
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[PHI:new] fn=Main_esc_json_1 bb=30 dst=30 ty=i64 inputs=(23->7),(27->30)
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|
[PHI] sealed add pred_bb=27 val=30 ty=i64 (snapshot)
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||||||
|
[PHI] sealed add (synth) pred_bb=23 zero-ty=i64
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|
[LLVM] terminator present for bb=27
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|
[LoopForm] detect while-pattern: header=15 body=16 other=17
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```
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## 6. 未解決の技術課題
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### 6.1 完全なDominance保証
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- 現状：hoistingとentry block配置で部分対応
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|
- 課題：ループ内での循環参照
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|
- 将来：LoopFormでの構造化解決
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|
### 6.2 最適PHI配置
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|
- 現状：MIR指定の場所に素直に配置
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|
- 課題：冗長なPHIの削減
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|
- 将来：PHI最小化アルゴリズム
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|
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|
### 6.3 例外安全性
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|
- 現状：ゼロ値合成でクラッシュ回避
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|
- 課題：意味的正確性の保証
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|
- 将来：Box型システムでのnull安全性
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---
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|
*これらの技術詳細は、論文の Technical Section の基礎となる。*
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@ -1,16 +1,18 @@
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|||||||
use inkwell::{
|
use inkwell::{
|
||||||
basic_block::BasicBlock,
|
basic_block::BasicBlock,
|
||||||
values::{BasicValueEnum, FunctionValue, IntValue},
|
values::{BasicValueEnum, FunctionValue},
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
use crate::backend::llvm::context::CodegenContext;
|
use crate::backend::llvm::context::CodegenContext;
|
||||||
use crate::mir::{
|
use crate::mir::{
|
||||||
function::MirFunction,
|
function::MirFunction,
|
||||||
instruction::MirInstruction,
|
instruction::MirInstruction,
|
||||||
|
BasicBlockId,
|
||||||
ValueId,
|
ValueId,
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
use super::builder_cursor::BuilderCursor;
|
use super::builder_cursor::BuilderCursor;
|
||||||
|
use super::super::types::to_bool;
|
||||||
|
|
||||||
/// LoopForm scaffolding — fixed block layout for while/loop normalization
|
/// LoopForm scaffolding — fixed block layout for while/loop normalization
|
||||||
pub struct LoopFormContext<'ctx> {
|
pub struct LoopFormContext<'ctx> {
|
||||||
@ -56,29 +58,65 @@ impl<'ctx> LoopFormContext<'ctx> {
|
|||||||
pub fn lower_while_loopform<'ctx, 'b>(
|
pub fn lower_while_loopform<'ctx, 'b>(
|
||||||
codegen: &CodegenContext<'ctx>,
|
codegen: &CodegenContext<'ctx>,
|
||||||
cursor: &mut BuilderCursor<'ctx, 'b>,
|
cursor: &mut BuilderCursor<'ctx, 'b>,
|
||||||
_func: &MirFunction,
|
func: &MirFunction,
|
||||||
_llvm_func: FunctionValue<'ctx>,
|
llvm_func: FunctionValue<'ctx>,
|
||||||
_condition: &ValueId,
|
condition: &ValueId,
|
||||||
_body_mir: &[MirInstruction],
|
_body_mir: &[MirInstruction],
|
||||||
_loop_id: u32,
|
loop_id: u32,
|
||||||
_prefix: &str,
|
prefix: &str,
|
||||||
) -> Result<(), String> {
|
header_bid: BasicBlockId,
|
||||||
// Gate via env; currently a no-op scaffold so the call sites can be added safely later.
|
body_bb: BasicBlockId,
|
||||||
|
after_bb: BasicBlockId,
|
||||||
|
bb_map: &std::collections::HashMap<BasicBlockId, BasicBlock<'ctx>>,
|
||||||
|
vmap: &std::collections::HashMap<ValueId, BasicValueEnum<'ctx>>,
|
||||||
|
) -> Result<bool, String> {
|
||||||
let enabled = std::env::var("NYASH_ENABLE_LOOPFORM").ok().as_deref() == Some("1");
|
let enabled = std::env::var("NYASH_ENABLE_LOOPFORM").ok().as_deref() == Some("1");
|
||||||
if !enabled {
|
if !enabled { return Ok(false); }
|
||||||
return Ok(());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
// Intentionally minimal implementation placeholder to keep compilation stable.
|
|
||||||
// The full lowering will:
|
|
||||||
// 1) Create LoopFormContext blocks
|
|
||||||
// 2) Emit header with conditional branch to body/dispatch
|
|
||||||
// 3) Lower body and build Signal(tag,payload)
|
|
||||||
// 4) In dispatch, create PHIs (payload/tag) and switch(tag) to latch/exit
|
|
||||||
// 5) Latch branches back to header
|
|
||||||
// For now, do nothing to avoid interfering with current lowering flow.
|
|
||||||
if std::env::var("NYASH_CLI_VERBOSE").ok().as_deref() == Some("1") {
|
|
||||||
eprintln!("[LoopForm] scaffold active but not wired (Phase 1)");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
Ok(())
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Create LoopForm fixed blocks under the same function
|
||||||
|
let lf = LoopFormContext::new(codegen, llvm_func, loop_id, prefix);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Header: evaluate condition and branch to body (for true) or dispatch (for false)
|
||||||
|
let cond_v = *vmap.get(condition).ok_or("loopform: condition value missing")?;
|
||||||
|
let cond_i1 = to_bool(codegen.context, cond_v, &codegen.builder)?;
|
||||||
|
cursor.emit_term(header_bid, |b| {
|
||||||
|
b.build_conditional_branch(cond_i1, lf.body, lf.dispatch)
|
||||||
|
.map_err(|e| e.to_string())
|
||||||
|
.unwrap();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
// Body: currently pass-through to original body block (non-invasive Phase 1)
|
||||||
|
let orig_body = *bb_map.get(&body_bb).ok_or("loopform: body bb missing")?;
|
||||||
|
cursor.with_block(body_bb, lf.body, |c| {
|
||||||
|
c.emit_term(body_bb, |b| {
|
||||||
|
b.build_unconditional_branch(orig_body)
|
||||||
|
.map_err(|e| e.to_string())
|
||||||
|
.unwrap();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
// Dispatch: currently pass-through to original else/after block
|
||||||
|
let orig_after = *bb_map.get(&after_bb).ok_or("loopform: after bb missing")?;
|
||||||
|
cursor.with_block(after_bb, lf.dispatch, |c| {
|
||||||
|
c.emit_term(after_bb, |b| {
|
||||||
|
b.build_unconditional_branch(orig_after)
|
||||||
|
.map_err(|e| e.to_string())
|
||||||
|
.unwrap();
|
||||||
|
});
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
// Latch/Exit are reserved for Phase 2 wiring (PHI + switch), keep them unreachable for now
|
||||||
|
// to avoid verifier errors from unterminated blocks.
|
||||||
|
codegen.builder.position_at_end(lf.latch);
|
||||||
|
let _ = codegen.builder.build_unreachable();
|
||||||
|
codegen.builder.position_at_end(lf.exit);
|
||||||
|
let _ = codegen.builder.build_unreachable();
|
||||||
|
|
||||||
|
if std::env::var("NYASH_CLI_VERBOSE").ok().as_deref() == Some("1") {
|
||||||
|
eprintln!(
|
||||||
|
"[LoopForm] wired header->(body/dispatch) and pass-through to then/else (lf_id={})",
|
||||||
|
loop_id
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Ok(true)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|||||||
@ -257,7 +257,11 @@ impl LLVMCompiler {
|
|||||||
.ptr_type(inkwell::AddressSpace::from(0))
|
.ptr_type(inkwell::AddressSpace::from(0))
|
||||||
.const_zero()
|
.const_zero()
|
||||||
.into(),
|
.into(),
|
||||||
ConstValue::Void => return Err("Const Void unsupported".to_string()),
|
ConstValue::Void => {
|
||||||
|
// Use i64 0 as a neutral placeholder for void constants in MIR.
|
||||||
|
// This keeps the value map total without impacting semantics.
|
||||||
|
codegen.context.i64_type().const_zero().into()
|
||||||
|
}
|
||||||
};
|
};
|
||||||
vmap.insert(*dst, bval);
|
vmap.insert(*dst, bval);
|
||||||
defined_in_block.insert(*dst);
|
defined_in_block.insert(*dst);
|
||||||
@ -338,34 +342,44 @@ impl LLVMCompiler {
|
|||||||
instructions::emit_jump(&codegen, &mut cursor, *bid, target, &bb_map, &phis_by_block, &vmap)?;
|
instructions::emit_jump(&codegen, &mut cursor, *bid, target, &bb_map, &phis_by_block, &vmap)?;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
MirInstruction::Branch { condition, then_bb, else_bb } => {
|
MirInstruction::Branch { condition, then_bb, else_bb } => {
|
||||||
// LoopForm Phase 1 (gated, non-invasive): detect simple while-pattern and call scaffold
|
// LoopForm Phase 1 (gated): detect simple while-pattern and rewire header
|
||||||
|
let mut handled_by_loopform = false;
|
||||||
if std::env::var("NYASH_ENABLE_LOOPFORM").ok().as_deref() == Some("1") {
|
if std::env::var("NYASH_ENABLE_LOOPFORM").ok().as_deref() == Some("1") {
|
||||||
let mut body_bb_opt = None;
|
// Helper: minimal back-edge detection allowing up to 2-step jump chains via Jump-only
|
||||||
// Identify which successor jumps back to the current header (simple back-edge)
|
let mut is_back = |start: crate::mir::BasicBlockId| -> u8 {
|
||||||
if let Some(tb) = func.blocks.get(then_bb) {
|
// direct jump back
|
||||||
if let Some(MirInstruction::Jump { target }) = &tb.terminator {
|
if let Some(b) = func.blocks.get(&start) {
|
||||||
if target == bid { body_bb_opt = Some(*then_bb); }
|
if let Some(crate::mir::instruction::MirInstruction::Jump { target }) = &b.terminator {
|
||||||
}
|
if target == bid { return 1; }
|
||||||
}
|
// one more hop if that block is a Jump back to header
|
||||||
if body_bb_opt.is_none() {
|
if let Some(b2) = func.blocks.get(target) {
|
||||||
if let Some(eb) = func.blocks.get(else_bb) {
|
if let Some(crate::mir::instruction::MirInstruction::Jump { target: t2 }) = &b2.terminator {
|
||||||
if let Some(MirInstruction::Jump { target }) = &eb.terminator {
|
if t2 == bid { return 2; }
|
||||||
if target == bid { body_bb_opt = Some(*else_bb); }
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
0
|
||||||
if let Some(body_bb) = body_bb_opt {
|
};
|
||||||
let body_block = func.blocks.get(&body_bb).unwrap();
|
let d_then = is_back(*then_bb);
|
||||||
|
let d_else = is_back(*else_bb);
|
||||||
|
let choose_body = if d_then > 0 && d_else == 0 {
|
||||||
|
Some((*then_bb, *else_bb))
|
||||||
|
} else if d_else > 0 && d_then == 0 {
|
||||||
|
Some((*else_bb, *then_bb))
|
||||||
|
} else if d_then > 0 && d_else > 0 {
|
||||||
|
// Prefer shorter back-edge; tie-breaker favors then
|
||||||
|
if d_then <= d_else { Some((*then_bb, *else_bb)) } else { Some((*else_bb, *then_bb)) }
|
||||||
|
} else { None };
|
||||||
|
if let Some((body_sel, after_sel)) = choose_body {
|
||||||
|
let body_block = func.blocks.get(&body_sel).unwrap();
|
||||||
if std::env::var("NYASH_CLI_VERBOSE").ok().as_deref() == Some("1") {
|
if std::env::var("NYASH_CLI_VERBOSE").ok().as_deref() == Some("1") {
|
||||||
eprintln!(
|
eprintln!(
|
||||||
"[LoopForm] detect while-pattern: header={} body={} other={} (id={})",
|
"[LoopForm] detect while-pattern+: header={} body={} after={} (id={})",
|
||||||
bid.as_u32(), body_bb.as_u32(),
|
bid.as_u32(), body_sel.as_u32(), after_sel.as_u32(), loopform_loop_id
|
||||||
if body_bb == *then_bb { else_bb.as_u32() } else { then_bb.as_u32() },
|
|
||||||
loopform_loop_id
|
|
||||||
);
|
);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
// Call scaffold (no-op currently) to stage future lowering
|
handled_by_loopform = instructions::lower_while_loopform(
|
||||||
instructions::lower_while_loopform(
|
|
||||||
&codegen,
|
&codegen,
|
||||||
&mut cursor,
|
&mut cursor,
|
||||||
func,
|
func,
|
||||||
@ -374,11 +388,18 @@ impl LLVMCompiler {
|
|||||||
&body_block.instructions,
|
&body_block.instructions,
|
||||||
loopform_loop_id,
|
loopform_loop_id,
|
||||||
&fn_label,
|
&fn_label,
|
||||||
|
*bid,
|
||||||
|
body_sel,
|
||||||
|
after_sel,
|
||||||
|
&bb_map,
|
||||||
|
&vmap,
|
||||||
)?;
|
)?;
|
||||||
loopform_loop_id = loopform_loop_id.wrapping_add(1);
|
loopform_loop_id = loopform_loop_id.wrapping_add(1);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
instructions::emit_branch(&codegen, &mut cursor, *bid, condition, then_bb, else_bb, &bb_map, &phis_by_block, &vmap)?;
|
if !handled_by_loopform {
|
||||||
|
instructions::emit_branch(&codegen, &mut cursor, *bid, condition, then_bb, else_bb, &bb_map, &phis_by_block, &vmap)?;
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
_ => {
|
_ => {
|
||||||
// Ensure builder is at this block before fallback branch
|
// Ensure builder is at this block before fallback branch
|
||||||
|
|||||||
Reference in New Issue
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