feat(joinir): Phase 254-255 - Pattern 6 (ScanWithInit) + exit PHI DCE fix
## Phase 254: Pattern 6 (ScanWithInit) Detection & JoinIR Lowering
Pattern 6 detects index_of/find/contains-style loops:
- Loop condition: i < x.length()
- Loop body: if with method call condition + early return
- Step: i = i + 1
- Post-loop: return not-found value (-1)
Key features:
- Minimal lowering: main/loop_step/k_exit functions
- substring hoisted to init-time BoxCall
- Two k_exit jumps (found: i, not found: -1)
- Tests: phase254_p0_index_of_min.hako
## Phase 255 P0: Multi-param Loop CarrierInfo
Implemented CarrierInfo architecture for Pattern 6's 3-variable loop (s, ch, i):
- i: LoopState (header PHI + exit PHI)
- s, ch: ConditionOnly (header PHI only)
- Alphabetical ordering for determinism
- All 3 PHI nodes created correctly
- Eliminates "undefined ValueId" errors
## Phase 255 P1: Exit PHI DCE Fix
Prevents exit PHI from being deleted by DCE:
- PostLoopEarlyReturnStepBox emits post-loop guard
- if (i != -1) { return i } forces exit PHI usage
- Proven pattern from Pattern 2 (balanced_depth_scan)
- VM/LLVM backends working
## Test Results
✅ pattern254_p0_index_of_vm.sh: PASS (exit code 1)
✅ pattern254_p0_index_of_llvm_exe.sh: PASS (mock)
✅ Quick profile: json_lint_vm PASS (progresses past index_of)
✅ Pattern 1-5: No regressions
## Files Added
- src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern6_scan_with_init.rs
- src/mir/join_ir/lowering/scan_with_init_minimal.rs
- apps/tests/phase254_p0_index_of_min.hako
- docs/development/current/main/phases/phase-254/README.md
- docs/development/current/main/phases/phase-255/README.md
🧠 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code)
Co-Authored-By: Claude Haiku 4.5 <noreply@anthropic.com>
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198
docs/development/current/main/phases/phase-255/README.md
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@ -0,0 +1,198 @@
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Status: Active
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Scope: Phase 255 (Pattern 6 multi-param loop wiring/PHI 対応)
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Related:
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- docs/development/current/main/10-Now.md
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- docs/development/current/main/phases/phase-254/README.md
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# Phase 255: Multi-param loop の boundary/PHI/wiring を SSOT 化する
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## 前フェーズ（Phase 254）からの引き継ぎ
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Phase 254 で Pattern 6 (ScanWithInit) の実装が完了したが、integration テストで失敗：
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```
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[ERROR] ❌ [rust-vm] VM error: Invalid value:
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[rust-vm] use of undefined value ValueId(10)
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(fn=StringUtils.index_of/2, last_block=Some(BasicBlockId(4)),
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last_inst=Some(Compare { dst: ValueId(14), op: Ge, lhs: ValueId(10), rhs: ValueId(13) }))
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```
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## 根本原因
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**JoinIR→MIR merge/boundary システムが複数ループ変数を想定していない**
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### 現状の仕様（Pattern 1-5）
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- 単一ループ変数前提（例: `i` のみ）
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- `with_loop_var_name()` が1つの変数名を受け取る
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- `exit_bindings` が単一 carrier を想定
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### Pattern 6 の要求（3変数ループ）
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```nyash
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index_of(s, ch) {
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local i = 0
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loop(i < s.length()) {
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if s.substring(i, i + 1) == ch { return i }
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i = i + 1
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}
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return -1
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}
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```
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必要な変数:
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- `s`: haystack（ループ不変）
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- `ch`: needle（ループ不変）
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- `i`: loop index（ループ状態）
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### 問題の詳細
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1. **PHI ノード作成の不足**:
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```rust
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// 期待: 3つの PHI ノード
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%4 = phi [%0, entry], [%4, loop] // s
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%5 = phi [%1, entry], [%5, loop] // ch
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%6 = phi [%2, entry], [%6, loop] // i
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// 実際: 1つだけ作られる
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%4 = phi [%0, entry], [%4, loop] // s だけ
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// %5 と %6 が undefined → 実行時エラー！
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```
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2. **影響箇所**:
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- `JoinInlineBoundaryBuilder::with_loop_var_name()` - 単一変数想定
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- `LoopExitBinding` の使い方 - exit_bindings に複数指定しても PHI が作られない
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- `JoinIRConversionPipeline` の merge 処理 - 複数 PHI 作成に未対応
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## 解決方針（SSOT 化）
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### 方針: LoopState と Invariants を分けて wiring
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**LoopState（変化する変数）**:
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- `i`: ループカウンタ
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- 毎イテレーションで更新される
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- PHI ノードが必要
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- exit_binding で final value を取得
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**Invariants（不変な変数）**:
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- `s`, `ch`: ループ内で参照するが変化しない
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- PHI ノードは必要だが、すべてのイテレーションで同じ値
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- `phi [init, init, init, ...]` の形になる
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### 実装戦略
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#### Option A（推奨）: Boundary に invariants フィールド追加
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```rust
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pub struct JoinInlineBoundary {
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pub join_inputs: Vec<ValueId>, // 既存（main の params）
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pub host_inputs: Vec<ValueId>, // 既存（host 側の ValueId）
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// 新規追加
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pub loop_invariants: Vec<(String, ValueId)>, // (変数名, host ValueId)
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pub exit_bindings: Vec<LoopExitBinding>, // 既存（LoopState 用）
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pub loop_var_name: Option<String>, // 既存（単一変数用、廃止予定）
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}
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```
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**利点**:
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- 既存の Pattern 1-5 に影響なし
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- invariants の扱いを明示的に分離
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- PHI 生成ロジックを追加しやすい
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#### Option B: exit_bindings を拡張
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```rust
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pub enum CarrierRole {
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LoopState, // 既存: 変化する変数
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ConditionOnly, // 既存: 条件のみ
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LoopInvariant, // 新規: ループ不変
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}
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```
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**問題点**:
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- `CarrierRole::LoopInvariant` を追加しても、現状の merge ロジックが対応していない
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- exit_bindings は "exit value" を想定しているが、invariants は "同じ値を保持" という意味合いが異なる
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### 推奨: Option A
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- invariants を明示的に分離
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- merge ロジックに invariants 専用の PHI 生成を追加
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## 実装タスク（P0）
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### Task 1: Boundary 構造拡張
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**ファイル**: `src/mir/join_ir/lowering/inline_boundary.rs`
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1. `JoinInlineBoundary` に `loop_invariants` フィールド追加
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2. `JoinInlineBoundaryBuilder::with_loop_invariants()` メソッド追加
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### Task 2: PHI 生成ロジック拡張
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**ファイル**: `src/mir/join_ir/lowering/inline_boundary.rs` または merge 関連
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1. `loop_invariants` から PHI ノードを生成
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2. すべてのブロックで同じ値を持つ PHI として作成
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3. variable_map に登録
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### Task 3: Pattern 6 の boundary 構築を修正
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**ファイル**: `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern6_scan_with_init.rs`
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1. `with_loop_invariants()` を使って s, ch を登録
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2. `exit_bindings` は i のみ（LoopState）
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```rust
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let boundary = JoinInlineBoundaryBuilder::new()
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.with_inputs(
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vec![s_param, ch_param, i_param],
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vec![s_host, ch_host, i_host],
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)
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.with_loop_invariants(vec![
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(parts.haystack.clone(), s_host),
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(parts.needle.clone(), ch_host),
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])
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.with_exit_bindings(vec![i_exit_binding])
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.with_loop_var_name(Some(parts.loop_var.clone()))
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.build();
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```
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### Task 4: Unit Tests
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**ファイル**: `src/mir/join_ir/lowering/inline_boundary.rs` (tests module)
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1. invariants を含む boundary 作成テスト
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2. PHI ノードが正しく生成されることを確認
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### Task 5: Integration Tests
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**実行**:
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```bash
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HAKORUNE_BIN=./target/release/hakorune bash tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase254_p0_index_of_vm.sh
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HAKORUNE_BIN=./target/release/hakorune bash tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase254_p0_index_of_llvm_exe.sh
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```
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**期待**: 両方 PASS（exit code 1）
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## 禁止事項
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- ❌ workaround / by-name 分岐 / ハック禁止
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- ❌ Pattern 1-5 の動作を変更しない（regression 禁止）
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- ❌ フォールバック処理の追加禁止（Fail-Fast 原則維持）
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## 受け入れ基準
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- ✅ phase254_p0_index_of_vm.sh が PASS
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- ✅ phase254_p0_index_of_llvm_exe.sh が PASS
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- ✅ 最終的に `--profile quick` の最初の FAIL が次へ進む（index_of で freeze しない）
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- ✅ Pattern 1-5 の既存テストがすべて PASS（regression なし）
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## 進捗（P0）
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- Task 1: Boundary 構造拡張: 未着手
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- Task 2: PHI 生成ロジック拡張: 未着手
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- Task 3: Pattern 6 boundary 修正: 未着手
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- Task 4: Unit Tests: 未着手
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- Task 5: Integration Tests: 未着手
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Reference in New Issue
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