docs: Phase 195-impl Pattern3 multi-carrier implementation plan

Phase 195-impl instruction document for P3 multi-carrier implementation: - Goal: Extend Pattern3 (If-Else PHI) to handle 2-3 carriers simultaneously - Approach: ExitLine extension (no PhiGroupBox - reuse existing infrastructure) Task breakdown: - 195-impl-1: Pattern3 lowerer multi-carrier support - extract_update_or_unchanged function (~40 lines) - Loop over all carriers in CarrierInfo - Handle unchanged carriers (use previous value) - Fail-Fast for partial updates / nested if - 195-impl-2: ExitLine extension verification - Check meta_collector.rs (likely already multi-carrier ready) - Check reconnector.rs (loop over all carrier_bindings) - Reuse CarrierVar.join_id infrastructure - 195-impl-3: if-sum test (sum + count) - PRIORITY - phase195_sum_count.hako (new file) - Expected: 72 (sum=7, count=2) - Verify no [joinir/freeze] - 195-impl-4: _parse_string simple (escaped only) - OPTIONAL - phase195_flag_buffer.hako (new file) - BoolFlag carrier test - Buffer concat deferred to Phase 19x+ - 195-impl-5: Documentation updates - phase195 design: Implementation Status section - CURRENT_TASK.md: Phase 195-impl completion - overview: Phase 195 completion mark Implementation focus: ```rust // Core change: single → multi carrier for (carrier_name, (then_val, else_val)) in carrier_updates { let phi_result = emit_phi(merge, then_val, else_val); exit_line.connect(carrier_name, phi_result); } ``` Success criteria: - Pattern3 lowerer handles multiple carriers - if-sum pattern works (sum+count) - No regressions in existing tests - Clear documentation of multi-carrier support 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
2025-12-09 13:28:15 +09:00
parent 22f97b67b1
commit 8e837accdd
1 changed files with 627 additions and 0 deletions
--- a/docs/development/current/main/phase195-impl-pattern3-multicarrier.md
+++ b/docs/development/current/main/phase195-impl-pattern3-multicarrier.md
@ -0,0 +1,627 @@
+# Phase 195-impl: Pattern3 複数キャリア対応（実装フェーズ）
+
+**Status**: Ready for Implementation
+**Date**: 2025-12-09
+**Prerequisite**: Phase 195 design complete (phase195-pattern3-extension-design.md)
+
+---
+
+## 目的
+
+**Pattern 3（If-Else PHI）で複数キャリア + 条件付き更新**を実装する。
+
+**スコープ**:
+- ✅ 複数キャリア（2-3個）の P3 処理
+- ✅ ExitLine 拡張で対応（PhiGroupBox は作らない）
+- ✅ if-sum パターン（sum + count）を通す
+- ⏸️ _parse_string 簡易版（escaped のみ）は余力で
+
+---
+
+## Task 195-impl-1: Pattern3 lowerer の multi-carrier 対応
+
+### 目標
+Pattern3 lowerer を単一キャリア前提から**複数キャリア対応**に拡張する。
+
+### 対象ファイル
+- `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern3_with_if_phi.rs`
+
+### 現状の実装（Phase 170-189）
+
+**単一キャリア処理**:
+```rust
+// 既存: 単一キャリアのみ
+fn lower_if_else_phi(
+    if_node: &ASTNode,
+    carrier_info: &CarrierInfo,
+    // ...
+) -> Result<ExitMeta, String> {
+    // 1. Then/Else で carrier 更新式を取得
+    let carrier_name = &carrier_info.carriers[0];  // ← 単一キャリア前提
+    let then_update = extract_update(&if_node.then_branch, carrier_name)?;
+    let else_update = extract_update(&if_node.else_branch, carrier_name)?;
+
+    // 2. Then/Else ブロックで値を emit
+    let then_value = emit_update(&then_update, ...)?;
+    let else_value = emit_update(&else_update, ...)?;
+
+    // 3. Merge 点で PHI 生成
+    let phi_result = emit_phi(merge_block, then_value, else_value)?;
+
+    // 4. ExitMeta に接続情報を載せる
+    let exit_meta = ExitMeta {
+        carrier_bindings: vec![(carrier_name.clone(), phi_result)],
+        // ...
+    };
+
+    Ok(exit_meta)
+}
+```
+
+### Phase 195-impl での拡張
+
+**複数キャリア処理**:
+```rust
+// Phase 195: 複数キャリア対応
+fn lower_if_else_phi(
+    if_node: &ASTNode,
+    carrier_info: &CarrierInfo,
+    // ...
+) -> Result<ExitMeta, String> {
+    let mut carrier_bindings = Vec::new();
+
+    // 1. 全キャリアについてループ処理
+    for carrier_name in &carrier_info.carriers {
+        // 2. Then/Else で carrier 更新式を取得
+        let then_update = extract_update_or_unchanged(
+            &if_node.then_branch,
+            carrier_name,
+            &previous_values,  // ← 更新なしの場合は前の値
+        )?;
+        let else_update = extract_update_or_unchanged(
+            &if_node.else_branch,
+            carrier_name,
+            &previous_values,
+        )?;
+
+        // 3. Then/Else ブロックで値を emit
+        let then_value = emit_update(&then_update, ...)?;
+        let else_value = emit_update(&else_update, ...)?;
+
+        // 4. Merge 点で PHI 生成（carrier ごとに1つ）
+        let phi_result = emit_phi(merge_block, then_value, else_value)?;
+
+        // 5. ExitMeta 用に保存
+        carrier_bindings.push((carrier_name.clone(), phi_result));
+    }
+
+    // 6. ExitMeta に全キャリアの接続情報を載せる
+    let exit_meta = ExitMeta {
+        carrier_bindings,
+        // ...
+    };
+
+    Ok(exit_meta)
+}
+```
+
+### `extract_update_or_unchanged` 関数の追加
+
+**目的**: 片方のブランチで更新がない場合、「前の値」を使用する。
+
+```rust
+fn extract_update_or_unchanged(
+    branch: &[ASTNode],
+    carrier_name: &str,
+    previous_values: &HashMap<String, ValueId>,
+) -> Result<UpdateExpr, String> {
+    // Then/Else ブランチで carrier の Assign を探す
+    if let Some(assign) = find_assign(branch, carrier_name) {
+        // 更新あり: Assign の RHS を返す
+        Ok(UpdateExpr::FromAST(assign.rhs.clone()))
+    } else {
+        // 更新なし: 前の値（ループ header の PHI param）を使用
+        let prev_value = previous_values.get(carrier_name)
+            .ok_or_else(|| format!("Carrier '{}' not in previous values", carrier_name))?;
+        Ok(UpdateExpr::Unchanged(*prev_value))
+    }
+}
+
+enum UpdateExpr {
+    FromAST(Box<ASTNode>),   // 更新式あり
+    Unchanged(ValueId),      // 更新なし（前の値使用）
+}
+```
+
+### Fail-Fast 条件
+
+**Phase 195-impl で弾くケース**:
+1. **片方のブランチのみで carrier 定義**（明示的な更新なしも不可）:
+   ```nyash
+   if(cond) {
+       sum = sum + i
+       // count は更新なし（NG: 明示的に count = count が必要）
+   } else {
+       // sum も count も更新なし（NG）
+   }
+   ```
+   → エラー: "Carrier 'count' not updated in both branches"
+
+2. **複雑なネスト**:
+   ```nyash
+   if(cond1) {
+       if(cond2) { sum = sum + i }
+   }
+   ```
+   → エラー: "Nested if not supported in Phase 195"
+
+### 実装手順
+
+1. **`extract_update_or_unchanged` 関数追加** (~40 lines)
+2. **`lower_if_else_phi` をループ処理に変更** (~30 lines 修正)
+3. **`emit_update` で `UpdateExpr::Unchanged` 対応** (~10 lines)
+4. **Fail-Fast エラーメッセージ追加** (~5 lines)
+
+### ユニットテスト追加
+
+```rust
+#[cfg(test)]
+mod tests {
+    use super::*;
+
+    #[test]
+    fn test_multi_carrier_if_else() {
+        // CarrierInfo with 2 carriers: sum, count
+        let carrier_info = CarrierInfo {
+            carriers: vec!["sum".to_string(), "count".to_string()],
+            updates: hashmap! {
+                "sum" => ASTNode::BinOp { ... },
+                "count" => ASTNode::BinOp { ... },
+            },
+        };
+
+        // If-Else AST with updates for both carriers
+        let if_node = create_if_else_ast(/* ... */);
+
+        let result = lower_if_else_phi(&if_node, &carrier_info, ...);
+
+        assert!(result.is_ok());
+        let exit_meta = result.unwrap();
+        assert_eq!(exit_meta.carrier_bindings.len(), 2);
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_unchanged_carrier_in_branch() {
+        // If with update only in then branch
+        let if_node = create_if_with_partial_update();
+
+        // Should handle unchanged carrier (use previous value)
+        let result = lower_if_else_phi(&if_node, &carrier_info, ...);
+
+        assert!(result.is_ok());
+        // Verify else branch uses previous value for unchanged carrier
+    }
+}
+```
+
+---
+
+## Task 195-impl-2: ExitLine 拡張で複数キャリア PHI を扱う
+
+### 目標
+ExitLine 側で**複数 PHI を処理**する拡張を入れる。
+
+### 対象ファイル
+- `src/mir/builder/control_flow/joinir/exit_line/meta_collector.rs`
+- `src/mir/builder/control_flow/joinir/exit_line/reconnector.rs`
+
+### 現状の ExitLine（Phase 170-189）
+
+**単一キャリア処理**:
+```rust
+// ExitMetaCollector
+pub fn collect_exit_meta(
+    pattern_result: &PatternResult,
+) -> ExitMeta {
+    ExitMeta {
+        carrier_bindings: vec![
+            (carrier_name, phi_dst)  // ← 単一キャリア
+        ],
+        // ...
+    }
+}
+
+// ExitLineReconnector
+pub fn reconnect(
+    exit_meta: &ExitMeta,
+    variable_map: &mut HashMap<String, ValueId>,
+) {
+    for (carrier_name, phi_dst) in &exit_meta.carrier_bindings {
+        variable_map.insert(carrier_name.clone(), *phi_dst);
+    }
+}
+```
+
+### Phase 195-impl での拡張
+
+**既に multi-carrier インフラあり**（CarrierVar.join_id, carrier_order）:
+```rust
+pub struct CarrierVar {
+    pub name: String,
+    pub join_id: ValueId,  // ← JoinIR 空間での ValueId
+    // ...
+}
+```
+
+**実装内容**:
+1. **ExitMetaCollector**: 既に複数 carrier 対応（変更不要の可能性高い）
+2. **ExitLineReconnector**: ループで全 carrier を処理（既存コードを確認）
+
+### 実装確認手順
+
+1. **ExitMetaCollector を確認**:
+   ```rust
+   // 既に複数 carrier_bindings を扱えているか確認
+   pub fn collect_exit_meta(
+       pattern_result: &PatternResult,
+   ) -> ExitMeta {
+       let mut carrier_bindings = Vec::new();
+
+       // Pattern3 から渡ってくる全 carrier について
+       for carrier_var in &pattern_result.carriers {
+           carrier_bindings.push((
+               carrier_var.name.clone(),
+               carrier_var.join_id,
+           ));
+       }
+
+       ExitMeta { carrier_bindings, ... }
+   }
+   ```
+
+2. **ExitLineReconnector を確認**:
+   ```rust
+   // 既にループで全 carrier を処理しているか確認
+   pub fn reconnect(
+       exit_meta: &ExitMeta,
+       variable_map: &mut HashMap<String, ValueId>,
+   ) {
+       for (carrier_name, phi_dst) in &exit_meta.carrier_bindings {
+           // variable_map で carrier.name -> phi_dst を更新
+           variable_map.insert(carrier_name.clone(), *phi_dst);
+       }
+   }
+   ```
+
+**想定**: 既存コードが既に複数対応している可能性が高い（Phase 170-189 の設計が良好）
+
+**修正が必要な場合**: ループ処理を追加するだけ（~5 lines）
+
+### ユニットテスト追加
+
+```rust
+#[cfg(test)]
+mod tests {
+    use super::*;
+
+    #[test]
+    fn test_exit_line_multi_carrier() {
+        let exit_meta = ExitMeta {
+            carrier_bindings: vec![
+                ("sum".to_string(), ValueId(10)),
+                ("count".to_string(), ValueId(11)),
+            ],
+            // ...
+        };
+
+        let mut variable_map = HashMap::new();
+        reconnect(&exit_meta, &mut variable_map);
+
+        assert_eq!(variable_map.get("sum"), Some(&ValueId(10)));
+        assert_eq!(variable_map.get("count"), Some(&ValueId(11)));
+    }
+}
+```
+
+---
+
+## Task 195-impl-3: if-sum テスト（sum + count）で確認
+
+### 目標
+複数キャリア P3 が**実際に動作する**ことを E2E テストで確認。
+
+### テストファイル
+
+**ファイル**: `apps/tests/phase195_sum_count.hako`
+
+```nyash
+static box Main {
+    main() {
+        local sum = 0
+        local count = 0
+        local i = 0
+        local len = 5
+
+        loop(i < len) {
+            if(i > 2) {
+                sum = sum + i      // i=3,4 で加算
+                count = count + 1
+            }
+            i = i + 1
+        }
+
+        // Expected: sum=7 (3+4), count=2
+        local result = sum * 10 + count  // 72
+        print(result)
+        return 0
+    }
+}
+```
+
+### 実行手順
+
+#### 1. ビルド
+```bash
+cargo build --release
+```
+
+#### 2. E2E 実行
+```bash
+# JoinIR 経路で実行
+NYASH_JOINIR_CORE=1 ./target/release/hakorune apps/tests/phase195_sum_count.hako
+
+# Expected output: 72
+```
+
+#### 3. Trace 確認
+```bash
+# JoinIR debug trace 有効化
+NYASH_JOINIR_CORE=1 NYASH_JOINIR_DEBUG=1 ./target/release/hakorune apps/tests/phase195_sum_count.hako 2>&1 | grep "\[trace:joinir\]"
+
+# Expected output (example):
+# [trace:joinir] Pattern 3 applied: if-else with 2 carriers
+# [trace:joinir] Carrier 'sum': PHI(%10, %11) -> %12
+# [trace:joinir] Carrier 'count': PHI(%20, %21) -> %22
+
+# CRITICAL: [joinir/freeze] が出ないこと
+```
+
+#### 4. 退行確認
+```bash
+# 既存の単一キャリア P3 テスト
+./target/release/hakorune apps/tests/loop_if_phi.hako
+# Expected: 既存の期待値
+
+# Phase 190-194 テスト
+./target/release/hakorune apps/tests/phase190_atoi_impl.hako
+# Expected: 12
+
+./target/release/hakorune apps/tests/phase191_body_local_atoi.hako
+# Expected: 123
+
+./target/release/hakorune apps/tests/phase193_init_method_call.hako
+# Expected: RC:0
+```
+
+### 成功基準
+
+- [ ] phase195_sum_count.hako が 72 を出力
+- [ ] [joinir/freeze] が出ない（JoinIR 経路で動作）
+- [ ] 既存テストが退行しない
+
+---
+
+## Task 195-impl-4: _parse_string 簡易版（escaped のみ）余力で
+
+### 目標（オプション）
+_parse_string の escaped フラグを P3 で扱う（buffer 連結は後回し）。
+
+### テストファイル
+
+**ファイル**: `apps/tests/phase195_flag_buffer.hako`
+
+```nyash
+static box Main {
+    main() {
+        local escaped = false
+        local i = 0
+        local len = 3
+
+        loop(i < len) {
+            if(i == 1) {
+                escaped = true
+            } else {
+                escaped = false
+            }
+            i = i + 1
+        }
+
+        // Expected: escaped=false (最後に i=2 で false 代入)
+        local result = 0
+        if(escaped) {
+            result = 1
+        }
+        print(result)  // Expected: 0
+        return 0
+    }
+}
+```
+
+### 実行手順
+
+```bash
+# JoinIR 経路で実行
+NYASH_JOINIR_CORE=1 ./target/release/hakorune apps/tests/phase195_flag_buffer.hako
+
+# Expected output: 0
+```
+
+### 成功基準（余力で）
+
+- [ ] phase195_flag_buffer.hako が 0 を出力
+- [ ] P3 で BoolFlag（escaped）が動作
+- [ ] buffer 連結は Phase 19x 後半で対応（今回は対象外）
+
+---
+
+## Task 195-impl-5: ドキュメント更新
+
+### 1. phase195-pattern3-extension-design.md 更新
+
+末尾に "Implementation Status" セクション追加:
+
+```markdown
+## Implementation Status
+
+**完了日**: 2025-12-XX
+
+### 実装サマリ
+
+**対応パターン**:
+- [x] 複数キャリア P3 処理（2-3個）
+- [x] if-sum パターン（sum + count） - phase195_sum_count.hako
+- [ ] _parse_string 簡易版（escaped のみ）- phase195_flag_buffer.hako（オプション）
+
+### 実装内容
+
+**ファイル変更**:
+1. `pattern3_with_if_phi.rs` (+60 lines)
+   - `extract_update_or_unchanged` 関数追加
+   - `lower_if_else_phi` を複数キャリア対応に拡張
+   - Fail-Fast 条件追加
+
+2. `exit_line/meta_collector.rs`, `exit_line/reconnector.rs` (確認のみ)
+   - 既に複数 carrier_bindings 対応済み（変更不要）
+
+### E2E テスト結果
+
+**phase195_sum_count.hako**:
+```bash
+NYASH_JOINIR_CORE=1 ./target/release/hakorune apps/tests/phase195_sum_count.hako
+# Output: 72 ✅
+```
+
+**退行テスト**:
+- loop_if_phi.hako: PASS ✅
+- phase190-194 tests: ALL PASS ✅
+
+### 技術的発見
+
+1. **ExitLine は既に multi-carrier 対応**:
+   - CarrierVar.join_id インフラが Phase 170-189 で整備済み
+   - 新規実装不要、Pattern3 側の拡張のみで動作
+
+2. **Unchanged carrier の扱い**:
+   - 片方のブランチで更新なし → 前の値（ループ header PHI param）を使用
+   - `UpdateExpr::Unchanged(ValueId)` で表現
+
+3. **Fail-Fast 効果**:
+   - 両ブランチで carrier 定義必須（明示的エラー）
+   - ネストした if は Phase 196+ に延期
+
+### 制限事項（Phase 195-impl）
+
+- ❌ ネストした if: `if(c1) { if(c2) { ... } }`
+- ❌ 3個以上の carrier（設計は対応済みだが、テスト未実施）
+- ❌ LoopBodyLocal + MethodCall 混在は Phase 195+ 延期
+
+### 次のステップ
+
+**Phase 196+**: 候補
+- Pattern 3 のネスト対応
+- 3個以上の carrier での動作検証
+- _parse_string 完全版（buffer 連結 + escaped flag 統合）
+
+**Phase 200+**: ConditionEnv 拡張
+- function-scoped variables サポート
+- _parse_number, _atoi が動作可能に
+```
+
+### 2. CURRENT_TASK.md 更新
+
+```markdown
+## Phase 195-impl: Pattern3 複数キャリア対応（完了: 2025-12-XX）
+
+**目的**: P3（If-Else PHI）で複数キャリア + 条件付き更新を実装
+
+**実装内容**:
+- ✅ Pattern3 lowerer 拡張（複数キャリアループ処理）
+- ✅ ExitLine 確認（既に multi-carrier 対応済み）
+- ✅ if-sum テスト成功（sum + count） - phase195_sum_count.hako → 72 ✅
+- ⏸️ _parse_string 簡易版（escaped のみ）- 余力により実施
+
+**成果**:
+- P3 が「単一キャリア専用」から「複数キャリア対応」に昇格
+- JsonParser/selfhost で if-in-loop パターンを拡張可能に
+- 既存テスト退行なし
+
+**技術的発見**:
+- ExitLine は既に multi-carrier 対応（CarrierVar.join_id インフラ活用）
+- Unchanged carrier は前の値（ループ header PHI param）使用
+- Fail-Fast で複雑な分岐を明示的に弾く
+
+**次のステップ**: Phase 196+（Pattern 3 ネスト対応）or Phase 200+（ConditionEnv 拡張）
+```
+
+### 3. joinir-architecture-overview.md 更新
+
+Section 7.2 の Phase 195 を完了マークに更新:
+
+```markdown
+- [x] **Phase 195**: Pattern 3 拡張（複数キャリア対応）
+  - P3 で 2-3 個の Carrier を同時処理可能に
+  - ExitLine 拡張で複数 PHI 生成（既存インフラ活用）
+  - if-sum パターン（sum+count）動作確認完了
+  - JsonParser カバレッジ向上への基盤完成
+```
+
+---
+
+## 成功基準
+
+- [x] Pattern3 lowerer が複数キャリア対応（extract_update_or_unchanged 実装）
+- [x] ExitLine が複数 PHI を処理（既存確認 or 拡張）
+- [x] phase195_sum_count.hako が期待値（72）を出力
+- [x] [joinir/freeze] が出ない（JoinIR 経路で動作）
+- [x] 既存テスト（phase190-194, loop_if_phi）が退行しない
+- [x] ドキュメント更新（Implementation Status, CURRENT_TASK, overview）
+
+---
+
+## 関連ファイル
+
+### 実装対象
+- `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern3_with_if_phi.rs`（主要実装）
+- `src/mir/builder/control_flow/joinir/exit_line/meta_collector.rs`（確認のみ）
+- `src/mir/builder/control_flow/joinir/exit_line/reconnector.rs`（確認のみ）
+
+### テストファイル
+- `apps/tests/phase195_sum_count.hako`（新規作成・必須）
+- `apps/tests/phase195_flag_buffer.hako`（新規作成・オプション）
+- `apps/tests/loop_if_phi.hako`（退行確認）
+
+### ドキュメント
+- `docs/development/current/main/phase195-pattern3-extension-design.md`（Implementation Status 追加）
+- `docs/development/current/main/joinir-architecture-overview.md`（Phase 195 完了マーク）
+- `CURRENT_TASK.md`（Phase 195-impl 完了記録）
+
+---
+
+## 設計原則（Phase 195-impl）
+
+1. **既存インフラ活用**:
+   - ExitLine の CarrierVar.join_id を再利用
+   - 新規箱なし（PhiGroupBox は作らない）
+
+2. **段階的実装**:
+   - まず if-sum で基盤確認
+   - 次に _parse_string 簡易版（余力で）
+
+3. **Fail-Fast 継承**:
+   - 両ブランチで carrier 定義必須
+   - 複雑な分岐は明示的に弾く
+
+4. **箱理論の実践**:
+   - 設計書に基づく実装
+   - 単一責任の原則維持
+   - ドキュメント駆動開発