feat(phase-21.8+25): Complete imports resolution + Ring0/Ring1 numeric ABI design
Phase 21.8 完了 (imports resolution): - ✅ using nyash.core.numeric.matrix_i64 as MatI64 完全対応 - ✅ hakorune_emit_mir.sh で imports 抽出・MirBuilder に配線 - ✅ MatI64/IntArrayCore の静的参照解決が安定動作 - ✅ matmul_core ベンチ MIR 生成成功 (VM/LLVM 両対応) Phase 25 設計完了 (Ring0/Ring1 + numeric ABI): - 🎯 Ring0/Ring1 責務分離を明文化 (Rust Freeze Policy 具体化) - 🎯 Call/ExternCall 明確な分離設計 - Call: Ring1 Hako 関数 (numeric core 等) - ExternCall: Ring0 intrinsic (rt_mem_* 等の FFI のみ) - 🎯 BoxCall → Call 変換方針確定 (AotPrep で実施) - 🎯 MatI64.mul_naive を NyNumericMatI64.mul_naive に分離 (System Hakorune subset で完全実装済み) 実装: - ✅ AotPrepNumericCoreBox 診断パス実装 (NYASH_AOT_NUMERIC_CORE=1) - ✅ numeric ABI ドキュメント整備 (NUMERIC_ABI.md) - ✅ System Hakorune subset 定義 (system-hakorune-subset.md) - ✅ IntArrayCore/MatI64 仕様固定 (lang/src/runtime/numeric/README.md) - ✅ ENV_VARS.md に NYASH_AOT_NUMERIC_CORE トグル追記 今後のタスク: - BoxCall(MatI64) → Call(NyNumericMatI64) 変換実装 (opt-in) - IntArrayCore の numeric core 整備 - matmul_core スモークテスト (NYASH_AOT_NUMERIC_CORE=0/1 両対応) 🎉 Generated with Claude Code Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
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nyash-codex
133
lang/src/runtime/numeric/README.md
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133
lang/src/runtime/numeric/README.md
Normal file
@ -0,0 +1,133 @@
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# lang/src/runtime/numeric — Ring1 Numeric Runtime
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Scope: Phase 21.6+ / 21.8 / 25 で導入する **数値コア箱（numeric core boxes）** を配置するディレクトリ。
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## 目的
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- ArrayBox/MapBox などの汎用箱とは別に、数値・行列・ビルダ系の「C 相当コア」を Ring1（Hakorune）側で実装する。
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- 将来的には、このディレクトリ配下の `.hako` を AOT して `stdlib` 相当の成果物にまとめ、VM 起動時にロードする（Phase 25 以降）。
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## 代表モジュール
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- `intarray_core_box.hako`
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- 数値一次元配列コア（IntArrayCore）の Box ラッパ。
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- Phase 21.6: Rust プラグイン `IntArrayCore` に委譲。
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- Phase 25: `.hako` 実装に移行し、Ring0 は `alloc/free/load/store` などの intrinsic のみ提供する方針。
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- `mat_i64_box.hako`
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- 行列箱 `MatI64`（i64 行列）の Box 実装。
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- Phase 21.6/21.8: IntArrayCore に委譲する naive 実装。
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- Phase 25: numeric ABI（`ny_numeric_mat_i64_*`）の薄ラッパとして整理し、VM / LLVM ともに「BoxCall → numeric core 関数への Call」という同じ MIR を実行する形を目指す（numeric 専用の ExternCall 境界は増やさない）。
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- 現状: 数値核 `mul_naive` の本体は `NyNumericMatI64.mul_naive` に分離し、`MatI64.mul_naive` はその薄ラッパとして実装。
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## Phase 25 との関係
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- Phase 25 では:
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- IntArrayCore / MatI64 の本体ロジックを `.hako` 側に移し、Rust 側は最小の numeric intrinsic と LLVM/OS FFI だけを持つ Ring0 とする。
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- AotPrep / builder で `BoxCall(MatI64, ...)` / `BoxCall(IntArrayCore, ...)` を **numeric core 関数への通常 `Call`** に変換する設計を導入する（BoxCall を LLVM まで持ち込まない）。
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- このディレクトリはそのための **Ring1 numeric runtime の定位置**として扱う。
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- 本番やベンチでは、AOT 済み stdlib（例: `stdlib.hbc`）から `nyash.core.numeric.*` モジュールをロードする embedded モードを使用。
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- 開発時には、`NYASH_STDLIB_MODE=source`（候補）などで埋め込み stdlib を無効化し、このディレクトリ配下の `.hako` を直接コンパイルして挙動を確認する運用を想定。
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## IntArrayCore Box API（設計メモ）
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実装ファイル: `lang/src/runtime/numeric/intarray_core_box.hako`
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### フィールド設計
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- `handle: i64`
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- NyRT/Rust 側で管理される IntArrayCore インスタンスへのハンドル。
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- 現行実装では `nyash.intarray.*` C シンボル経由で操作される（Phase 25 以降で numeric ABI に移行予定）。
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- `len: i64`
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- 配列長（要素数）。`new(len)` 時の引数と一致する前提。
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- 変更不可（再割り当てや resize は想定しない）。
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### メソッド仕様（Box レベル）
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- `static new(len: i64) -> IntArrayCore`
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- 役割: 長さ `len` の 0 初期化配列を作成する。
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- 事前条件:
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- `len >= 0` を前提とする（負値はバグ扱い; Fail‑Fast 寄りのポリシーで扱う）。
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- 実装メモ:
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- 現行: `externcall "nyash.intarray.new_h"(len)` を呼び、返ってきたハンドルを `handle` に格納。
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- 将来: numeric ABI（`ny_numeric_intarray_new` 等）経由で Core を構築し、Handle/Core の表現を段階的に置き換える。
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- `length() -> i64`
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- 役割: 現在の要素数を返す。
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- 期待挙動:
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- 通常は `len` と同値。
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- Core 側の情報と不整合が生じないよう、Phase 25 以降は「単一の SSOT（Core 側）」に寄せる設計を検討する。
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- `get_unchecked(idx: i64) -> i64`
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- 役割: インデックス `idx` から値を取得する。
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- 事前条件:
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- `0 <= idx < length()` を呼び出し側が保証する（unchecked の名の通り）。
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- エラー処理:
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- Phase 21.x 実装では、範囲外アクセス時に 0 を返すなどの挙動が残っているため、Phase 25 では「Fail‑Fast（バグを隠さない）」方向に整理する。
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- 用途:
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- MatI64 や numeric カーネル内部でのループ本体から使用する前提（System Hakorune subset 内）。
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- `set_unchecked(idx: i64, v: i64) -> null`
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- 役割: インデックス `idx` に値 `v` を書き込む。
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- 事前条件:
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- `0 <= idx < length()` を呼び出し側が保証する。
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- エラー処理:
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- Phase 21.x 実装では戻り値でエラーコードを返す形跡があるが、Phase 25 では Fail‑Fast で統一し、Box レベルでは成功/失敗を返さない設計を目指す。
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## MatI64 Box API（設計メモ）
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実装ファイル: `lang/src/runtime/numeric/mat_i64_box.hako`
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### フィールド設計
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- `rows: i64`
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- 行数（row count）。`rows >= 0` を前提。
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- `cols: i64`
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- 列数（column count）。`cols >= 0` を前提。
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- `stride: i64`
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- 1 行あたりのステップ幅。現行実装では `cols` と同一（row‑major の連続配置）。
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- 将来、ビューやサブ行列を導入する場合に `stride != cols` を許容する余地を残す。
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- `core: IntArrayCore`
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- 実データを保持する一次元配列コア（長さは `rows * cols` を前提）。
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### メソッド仕様（Box レベル）
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- `static new(rows: i64, cols: i64) -> MatI64`
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- 役割: `rows x cols` のゼロ初期化行列を作成する。
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- 事前条件:
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- `rows >= 0`, `cols >= 0`。
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- `rows * cols` が i64 の範囲内に収まること（オーバーフロー時は Fail‑Fast 寄りに扱う）。
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- 実装メモ:
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- `IntArrayCore.new(rows * cols)` を呼び出し、`stride = cols` として初期化。
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- `rowsCount() -> i64`
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- 役割: 行数を返す（読み取り専用）。
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- `colsCount() -> i64`
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- 役割: 列数を返す。
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- `at(r: i64, c: i64) -> i64`
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- 役割: 要素 `(r, c)` を読み取る。
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- 事前条件:
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- `0 <= r < rows`, `0 <= c < cols` を呼び出し側が保証。
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- 実装メモ:
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- `idx = r * stride + c` を計算し、`core.get_unchecked(idx)` を呼ぶ。
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- 将来:
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- デバッグ/strict モードでは範囲チェックを追加するオプションを検討（prod ではループ性能優先）。
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- `set(r: i64, c: i64, v: i64) -> null`
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- 役割: 要素 `(r, c)` に `v` を書き込む。
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- 事前条件:
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- `0 <= r < rows`, `0 <= c < cols`。
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- 実装メモ:
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- `idx = r * stride + c` を計算し、`core.set_unchecked(idx, v)` を呼ぶ。
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- `mul_naive(b: MatI64) -> MatI64`
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- 役割: `me * b` のナイーブな O(n³) 行列積を計算する。
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- 事前条件:
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- 現行スケルトンでは「正方行列かつ形状一致」を暗黙前提としている（Phase 25 で明示条件に格上げする）。
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- 最低限 `me.cols == b.rows` を事前条件とし、満たさない場合は Fail‑Fast とする方向。
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- 実装メモ:
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- 三重ループ (`i`,`k`,`j`) で `out[i,j] += me[i,k] * b[k,j]` を計算。
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- `out` 行列は `MatI64.new(me.rows, b.cols)` で確保。
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- Phase 25 以降:
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- Box メソッドとしての `mul_naive` は numeric ABI の薄ラッパに縮退し、ループ本体は System Hakorune subset 上の別関数（`ny_numeric_mat_i64_mul_naive`）に切り出す。
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@ -37,17 +37,25 @@ static box MatI64 {
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}
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// Naive O(n^3) matmul: this * b
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// Box メソッドは numeric core への薄ラッパとして扱う。
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mul_naive(b) {
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local n = me.rows
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local mcols = me.cols
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return NyNumericMatI64.mul_naive(me, b)
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}
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}
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// NyNumericMatI64 — numeric core for MatI64 operations (System Hakorune subset)
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static box NyNumericMatI64 {
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static mul_naive(a, b) {
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local n = a.rows
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local mcols = a.cols
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local bcols = b.cols
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// assume shapes are compatible and square for now (Phase 21.6 draft)
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// assume shapes are compatible and square for now (Phase 21.6/25 draft)
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local out = MatI64.new(n, bcols)
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local i = 0
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loop(i < n) {
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local k = 0
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loop(k < mcols) {
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local aik = me.at(i, k)
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local aik = a.at(i, k)
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local j = 0
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loop(j < bcols) {
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local idx = i * out.stride + j
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@ -62,4 +70,3 @@ static box MatI64 {
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return out
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}
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}
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