🎉 feat: MIRパラメータ解決完全修正 + VM E2Eテスト成功！

Phase 9.78b関連修正: - MirBuilder::lower_method_as_function でValueIdリセット実装 - me → %0, 引数 → %1... の正しいマッピング - build_me_expression() で変数テーブル優先解決 - VM E2Eテスト test_vm_user_box_birth_and_method 成功 - new Person("Alice").greet() → "Hello, Alice" ドキュメント: - mir-unified-reference.md を正式MIRドキュメントとして配置 - 現在の35命令実装状態を正確に記載 - RefGet/RefSet仕様含む ChatGPT5によるMIRビルダー修正で、VMバックエンドでのユーザー定義Box完全動作！
2025-08-20 19:34:09 +09:00
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commit 8aef29eaef
3 changed files with 329 additions and 8 deletions
--- a/docs/説明書/MIR/mir-unified-reference.md
+++ b/docs/説明書/MIR/mir-unified-reference.md
@ -0,0 +1,235 @@
+# 🤖 Nyash MIR (Mid-level Intermediate Representation) - 統合リファレンス
+
+*26命令削減実装中・ChatGPT5仕様準拠 - 2025年8月17日版*
+
+## 🚨 **重要: MIR命令削減プロジェクト進行中**
+
+**現状**: 35命令実装（175%膨張）→ **目標**: 26命令（ChatGPT5仕様）  
+**Gemini評価**: 削減戦略「極めて健全」「断行推奨」
+
+## 🎯 **MIR概要**
+
+Nyash MIRは、Everything is Box哲学を基盤とした中間表現です。現在35命令が実装され、インタープリター・VM・WASM・AOTの全バックエンドで統一された実行を実現します。
+
+### **🌟 主要特徴**
+- **Everything is Box**: 全データがBoxオブジェクトとして統一表現
+- **Effect System**: pure/mut/io/control効果による最適化基盤
+- **所有権管理**: 強参照森（ownership forest）+ weak参照システム
+- **非同期対応**: Future/Bus操作の言語レベル統合
+- **FFI/ABI統合**: ExternCall命令による外部API統一呼び出し
+
+## 🏗️ **命令分類 - 35命令全体系**
+
+### **Tier-0: コア演算 (8命令)**
+基本的な計算・制御フロー命令
+
+| 命令 | 形式 | 効果 | 説明 |
+|------|------|------|------|
+| `Const` | `%dst = const value` | pure | 定数値生成 |
+| `BinOp` | `%dst = %lhs op %rhs` | pure | 二項演算（+,-,*,/等） |
+| `UnaryOp` | `%dst = op %operand` | pure | 単項演算（not, neg等） |
+| `Compare` | `%dst = %lhs cmp %rhs` | pure | 比較演算（==, !=, <等） |
+| `Branch` | `br %cond -> %then, %else` | control | 条件分岐 |
+| `Jump` | `jmp %target` | control | 無条件ジャンプ |
+| `Return` | `ret %value?` | control | 関数戻り |
+| `Phi` | `%dst = phi [%val1:%bb1, %val2:%bb2]` | pure | SSA φ関数 |
+
+### **Tier-1: メモリ・関数操作 (8命令)**
+メモリアクセス・関数呼び出し・型操作
+
+| 命令 | 形式 | 効果 | 説明 |
+|------|------|------|------|
+| `Load` | `%dst = load %ptr` | pure | メモリ読み取り |
+| `Store` | `store %value -> %ptr` | mut | メモリ書き込み |
+| `Call` | `%dst = call %func(%args...)` | context | 関数呼び出し |
+| `BoxCall` | `%dst = %box.method(%args...)` | context | Boxメソッド呼び出し |
+| `NewBox` | `%dst = new_box "Type"(%args...)` | mut | Box生成 |
+| `TypeCheck` | `%dst = type_check %box "Type"` | pure | 型チェック |
+| `Cast` | `%dst = cast %value as Type` | pure | 型変換 |
+| `Copy` | `%dst = copy %src` | pure | 値コピー |
+
+### **Tier-2: 配列・デバッグ・制御 (7命令)**
+配列操作・デバッグ・例外処理
+
+| 命令 | 形式 | 効果 | 説明 |
+|------|------|------|------|
+| `ArrayGet` | `%dst = %array[%index]` | pure | 配列要素取得 |
+| `ArraySet` | `%array[%index] = %value` | mut | 配列要素設定 |
+| `Debug` | `debug %value "message"` | io | デバッグ出力 |
+| `Print` | `print %value` | io | コンソール出力 |
+| `Nop` | `nop` | pure | 無操作 |
+| `Throw` | `throw %exception` | control | 例外発生 |
+| `Catch` | `catch %type -> %handler` | control | 例外捕捉 |
+
+### **Tier-3: 参照・非同期・外部API (12命令)**
+所有権管理・非同期処理・外部連携
+
+| 命令 | 形式 | 効果 | 説明 |
+|------|------|------|------|
+| `Safepoint` | `safepoint` | io | セーフポイント |
+| `RefNew` | `%dst = ref_new %box` | pure | 参照生成 |
+| `RefGet` | `%dst = ref_get %ref.field` | pure | 参照経由読み取り |
+| `RefSet` | `ref_set %ref.field = %value` | mut | 参照経由書き込み |
+| `WeakNew` | `%dst = weak_new %box` | pure | weak参照生成 |
+| `WeakLoad` | `%dst = weak_load %weak_ref` | pure | weak参照読み取り |
+| `BarrierRead` | `barrier_read %ptr` | io | メモリバリア読み |
+| `BarrierWrite` | `barrier_write %ptr` | io | メモリバリア書き |
+| `FutureNew` | `%dst = future_new %value` | mut | Future生成 |
+| `FutureSet` | `future_set %future = %value` | mut | Future値設定 |
+| `Await` | `%dst = await %future` | io | Future待機 |
+| `ExternCall` | `%dst = extern_call iface.method(%args...)` | context | 外部API呼び出し |
+
+## 🎭 **Effect System - 4種類の効果**
+
+### **効果分類と最適化ルール**
+
+```rust
+pub enum Effect {
+    Pure,     // 再順序化可能、共通部分式除去可能
+    Mut,      // 同一リソースで順序保持必要
+    Io,       // 全順序保持必要（副作用あり）
+    Control,  // 制御フロー変更
+}
+```
+
+### **効果別命令分類**
+
+#### **Pure命令 (15命令)**
+```
+Const, BinOp, UnaryOp, Compare, Phi, Load, TypeCheck, Cast, Copy,
+ArrayGet, Nop, RefNew, RefGet, WeakNew, WeakLoad
+```
+
+#### **Mut命令 (7命令)**
+```
+Store, NewBox, ArraySet, RefSet, FutureNew, FutureSet
+```
+
+#### **Io命令 (6命令)**
+```
+Debug, Print, Safepoint, BarrierRead, BarrierWrite, Await
+```
+
+#### **Control命令 (4命令)**
+```
+Branch, Jump, Return, Throw, Catch
+```
+
+#### **Context依存命令 (3命令)**
+```
+Call, BoxCall, ExternCall
+```
+*効果は呼び出し先に依存*
+
+## 🔧 **重要なMIR実装詳細**
+
+### **ExternCall命令 - FFI/ABI統合**
+
+```rust
+ExternCall {
+    dst: Option<ValueId>,
+    iface_name: String,         // "env.console", "nyash.math"等
+    method_name: String,        // "log", "sqrt"等
+    args: Vec<ValueId>,
+    effects: EffectMask,        // BID仕様から決定
+}
+```
+
+**用途**: ブラウザーAPI・ネイティブライブラリ・プラグインの統一呼び出し
+
+### **所有権管理システム**
+
+#### **強参照森（Ownership Forest）**
+- 各Boxは最大1つの強参照を持つ（in-degree ≤ 1）
+- 強参照による循環は禁止（DAG構造保証）
+- `NewBox`, `RefSet`で所有権移転
+
+#### **weak参照システム**
+- 所有権を持たない軽量参照
+- `WeakNew`で生成、`WeakLoad`で安全アクセス
+- 参照先削除時は自動的にnull化
+
+### **非同期処理 - Future操作**
+
+```mir
+%future = FutureNew %initial_value  // Future生成
+FutureSet %future = %result         // 結果設定
+%value = Await %future              // 結果取得（ブロッキング）
+```
+
+## 🚀 **バックエンド別対応状況**
+
+### **実装済みバックエンド**
+
+| バックエンド | 対応命令数 | 主要用途 | 特徴 |
+|-------------|-----------|----------|------|
+| **Interpreter** | 35/35 | デバッグ・開発 | 全命令完全対応 |
+| **VM** | 35/35 | 高速実行 | レジスタベース |
+| **WASM** | 30/35 | Web配布 | ExternCall→import対応 |
+| **AOT準備** | 計画中 | ネイティブ | LLVM IR生成予定 |
+
+### **バックエンド固有の最適化**
+
+#### **VM バックエンド**
+- レジスタベース実行
+- 局所最適化（ローカルBus elision）
+- 直接スレッド化
+
+#### **WASM バックエンド**
+- メモリ線形化（文字列は (ptr,len)）
+- ExternCall → import宣言自動生成
+- ホスト側JavaScript連携
+
+## 📊 **MIR最適化パス**
+
+### **Pure命令最適化**
+- **共通部分式除去 (CSE)**: 同一pure計算の除去
+- **不変コード移動 (LICM)**: ループ外移動
+- **定数畳み込み**: コンパイル時計算
+
+### **Effect-aware最適化**
+- **Mut順序保持**: 同一リソースアクセス順序維持
+- **Io順序保持**: 全Io命令の順序保証
+- **Bus elision**: ローカル通信の直接アクセス化
+
+## 🧪 **テスト・検証**
+
+### **MIR検証項目**
+- [ ] **所有権森検証**: strong in-degree ≤ 1
+- [ ] **強循環禁止**: 強参照のDAG構造保証
+- [ ] **weak参照安全性**: 失効時null化
+- [ ] **効果注釈正確性**: 各命令の効果分類
+- [ ] **型安全性**: Box型システム整合性
+
+### **バックエンド互換性テスト**
+```bash
+# 全バックエンドMIR一致テスト
+./target/release/nyash --dump-mir program.nyash > interpreter.mir
+./target/release/nyash --backend vm --dump-mir program.nyash > vm.mir
+./target/release/nyash --backend wasm --dump-mir program.nyash > wasm.mir
+diff interpreter.mir vm.mir && diff vm.mir wasm.mir
+```
+
+## 🔮 **将来計画**
+
+### **Phase 10: AOT/JIT対応**
+- LLVM IR生成バックエンド
+- ExternCall → ネイティブ関数呼び出し
+- 高度な最適化パス統合
+
+### **Phase 11: MIR v2設計**
+- 命令数最適化（35 → 25命令目標）
+- BID統合（Box Interface Definition）
+- リソース所有権拡張（own<T>, borrow<T>）
+
+## 📚 **関連ドキュメント**
+
+- **FFI/ABI仕様**: `docs/説明書/reference/box-design/ffi-abi-specification.md`
+- **実装詳細**: `src/mir/instruction.rs`
+- **Phase計画**: `docs/予定/native-plan/copilot_issues.txt`
+
+---
+
+**最終更新**: 2025年8月17日  
+**実装ベース**: 35命令完全対応  
+**次期計画**: BID統合プラグインシステム（Phase 9.75f-BID）
--- a/src/backend/vm.rs
+++ b/src/backend/vm.rs
@ -1049,6 +1049,13 @@ impl Default for VM {
 mod tests {
    use super::*;
    use crate::mir::{MirModule, MirFunction, FunctionSignature, MirType, EffectMask, BasicBlock};
+    use crate::NyashParser;
+    use crate::runtime::NyashRuntime;
+    use crate::core::model::BoxDeclaration as CoreBoxDecl;
+    use crate::interpreter::SharedState;
+    use crate::box_factory::user_defined::UserDefinedBoxFactory;
+    use std::sync::Arc;
+    use std::collections::HashMap;
    
    #[test]
    fn test_basic_vm_execution() {
@ -1089,4 +1096,79 @@ mod tests {
        let value = vm.get_value(ValueId(3)).unwrap();
        assert_eq!(value.as_integer().unwrap(), 42);
    }
+
+    fn collect_box_declarations(ast: &crate::ast::ASTNode, runtime: &NyashRuntime) {
+        fn walk(node: &crate::ast::ASTNode, runtime: &NyashRuntime) {
+            match node {
+                crate::ast::ASTNode::Program { statements, .. } => {
+                    for st in statements { walk(st, runtime); }
+                }
+                crate::ast::ASTNode::BoxDeclaration { name, fields, methods, constructors, init_fields, weak_fields, is_interface, extends, implements, type_parameters, .. } => {
+                    let decl = CoreBoxDecl {
+                        name: name.clone(),
+                        fields: fields.clone(),
+                        methods: methods.clone(),
+                        constructors: constructors.clone(),
+                        init_fields: init_fields.clone(),
+                        weak_fields: weak_fields.clone(),
+                        is_interface: *is_interface,
+                        extends: extends.clone(),
+                        implements: implements.clone(),
+                        type_parameters: type_parameters.clone(),
+                    };
+                    if let Ok(mut map) = runtime.box_declarations.write() {
+                        map.insert(name.clone(), decl);
+                    }
+                }
+                _ => {}
+            }
+        }
+        walk(ast, runtime);
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_vm_user_box_birth_and_method() {
+        let code = r#"
+box Person {
+  init { name }
+  birth(n) {
+    me.name = n
+  }
+  greet() {
+    return "Hello, " + me.name
+  }
+}
+
+return new Person("Alice").greet()
+"#;
+
+        // Parse to AST
+        let ast = NyashParser::parse_from_string(code).expect("parse failed");
+
+        // Prepare runtime with user-defined declarations and factory
+        let runtime = {
+            let rt = NyashRuntime::new();
+            collect_box_declarations(&ast, &rt);
+            let mut shared = SharedState::new();
+            shared.box_declarations = rt.box_declarations.clone();
+            let udf = Arc::new(UserDefinedBoxFactory::new(shared));
+            if let Ok(mut reg) = rt.box_registry.lock() { reg.register(udf); }
+            rt
+        };
+
+        // Compile to MIR
+        let mut compiler = crate::mir::MirCompiler::new();
+        let compile_result = compiler.compile(ast).expect("mir compile failed");
+
+        // Debug: Print MIR
+        println!("=== MIR Output ===");
+        let mut printer = crate::mir::MirPrinter::verbose();
+        println!("{}", printer.print_module(&compile_result.module));
+        println!("==================");
+
+        // Execute with VM
+        let mut vm = VM::with_runtime(runtime);
+        let result = vm.execute_module(&compile_result.module).expect("vm exec failed");
+        assert_eq!(result.to_string_box().value, "Hello, Alice");
+    }
 }
--- a/src/mir/builder.rs
+++ b/src/mir/builder.rs
@ -80,6 +80,9 @@ impl MirBuilder {
        let saved_function = self.current_function.take();
        let saved_block = self.current_block.take();
        let saved_var_map = std::mem::take(&mut self.variable_map);
+        let saved_value_gen = self.value_gen.clone();
+        // Reset value id generator so that params start from %0, %1, ...
+        self.value_gen.reset();

        // Switch context to new function
        self.current_function = Some(function);
@ -88,11 +91,11 @@ impl MirBuilder {

        // Create parameter value ids and bind variable names
        if let Some(ref mut f) = self.current_function {
-            // 'me' parameter
+            // 'me' parameter will be %0
            let me_id = self.value_gen.next();
            f.params.push(me_id);
            self.variable_map.insert("me".to_string(), me_id);
-            // user parameters
+            // user parameters continue as %1..N
            for p in &params {
                let pid = self.value_gen.next();
                f.params.push(pid);
@ -125,6 +128,7 @@ impl MirBuilder {
        self.current_function = saved_function;
        self.current_block = saved_block;
        self.variable_map = saved_var_map;
+        self.value_gen = saved_value_gen;

        Ok(())
    }
@ -905,17 +909,17 @@ impl MirBuilder {
    
    /// Build me expression: me
    fn build_me_expression(&mut self) -> Result<ValueId, String> {
-        // For now, return a reference to the current instance
-        // In a full implementation, this would resolve to the actual instance reference
+        // If lowering a method/birth function, "me" should be a parameter
+        if let Some(id) = self.variable_map.get("me").cloned() {
+            return Ok(id);
+        }
+
+        // Fallback: use a symbolic constant (legacy behavior)
        let me_value = self.value_gen.next();
-        
-        // For simplicity, emit a constant representing "me"
-        // In practice, this should resolve to the current instance context
        self.emit_instruction(MirInstruction::Const {
            dst: me_value,
            value: ConstValue::String("__me__".to_string()),
        })?;
-        
        Ok(me_value)
    }