📋 Phase 15セルフホスティング戦略整理 & LLVM改善

## Phase 15戦略整理
- セルフホスティング戦略2025年9月版を作成
- Phase 15.2-15.5の段階的実装計画を明確化
  - 15.2: LLVM独立化（nyash-llvm-compiler crate）
  - 15.3: Nyashコンパイラ実装でセルフホスト達成
  - 15.4: VM層のNyash化（革新的アプローチ）
  - 15.5: ABI移行（LLVM完成後）
- ROADMAP.mdの優先順位調整、README.md更新

## LLVM改善（ChatGPT5協力）
- BuilderCursor::with_block改善（状態の適切な保存/復元）
- seal_blockでの挿入位置管理を厳密化
- 前任ブロックのみ処理、重複PHI incoming防止
- defined_in_blockトラッキングで値のスコープ管理

## 洞察
- コンパイル不要のセルフホスティング実現可能
- VM層をNyashで書けば即座実行可能
- Phase 22（Nyash LLVMコンパイラ）への道筋

🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.ai/code)

Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>

CURRENT_TASK.md

@@ -20,6 +20,7 @@ Update — 2025-09-12 (LLVM flow + BB naming)
 
 Hot Update — 2025-09-12 (quick)
 - Flow: moved function verify to post‑lower; added terminator fallback only when MIR lacks one
+- PHI(sealed): seal_block isolates cast insertion by saving/restoring the insertion point in the predecessor block and wires incoming only for the current predecessor (zero-synth as a last resort, logged). Avoids duplicate incoming and builder state leaks.
 - Compare: allow ptr↔int comparisons for all ops via ptr→i64 bridge
 - Strings: substring now accepts i64(handle) receiver (i2p); len/lastIndexOf stable
 - Arrays: method_id未注入でも get/set/push/length を NyRT 経由で処理
@@ -45,20 +46,20 @@ Next Steps（Sealed SSA 段階導入）
 4) グリーン後、Sealed をデフォルトONにする前にスモーク一式で回帰確認。
 
 TODO — Sealed SSA 段階導入（実装タスク）
-- [ ] block_end_values 追加（LLVM Lower 内の per-BB 終端スナップショット）
+- [x] block_end_values 追加（LLVM Lower 内の per-BB 終端スナップショット）
   - 追加先: `src/backend/llvm/compiler/codegen/mod.rs`
   - 形式: `HashMap<BasicBlockId, HashMap<ValueId, BasicValueEnum>>`
   - タイミング: 各BBの命令をすべて Lower した「直後」、終端命令を発行する「直前」に `vmap.clone()` を保存
   - 目的: `seal_block` で pred 終端時点の値を安定取得する（現在の vmap 直接参照をやめる）
-- [ ] `seal_block` をスナップショット参照に切替
+- [x] `seal_block` をスナップショット参照に切替
   - 対象: `src/backend/llvm/compiler/codegen/instructions/flow.rs::seal_block`
   - 取得: `block_end_values[bid].get(in_vid)` を用いて `val` を取得
   - フォールバック: もしスナップショットが無ければ（例外ケース）従来の `vmap` を参照し、警告ログを出す
   - ログ: `NYASH_LLVM_TRACE_PHI=1` 時に `[PHI] sealed add pred_bb=.. val=.. ty=.. (snapshot)` と明示
-- [ ] 非 sealed 経路の維持（回帰防止）
+- [x] 非 sealed 経路の維持（回帰防止）
   - `emit_jump/emit_branch` は sealed=OFF の時のみ incoming を追加（現状仕様を維持）
   - sealed=ON の時は incoming 配線は一切行わず、`seal_block` のみで完結
-- [ ] 型整合（coerce）の継続強化
+- [x] 型整合（coerce）の継続強化
   - 対象: `src/backend/llvm/compiler/codegen/instructions/flow.rs::coerce_to_type`
   - 方針: PHI の型は i8* 優先（String/Box/Array を含む場合）。ptr/int 混在は明示 cast で橋渡し
   - 検討: i1 ブリッジ（bool）の zext/trunc の置き場所は PHI 外側に寄せる（必要時）
@@ -95,6 +96,30 @@ Note
 - フェーズ1では「終端APIと位置ずれの構造化」の最小適用に留め、フォールバック（最終unreachable）を併用
 - フェーズ2で with_block の適用範囲を広げ、余剰なガード・分岐フォールバックを削除していく（ソースは小さくシンプルに）
 
+Progress — 2025-09-12（Sealed + RAII 最小導入）
+- Sealed: block_end_values（BB内定義のみをフィルタ）を導入し、incoming は pred 終端時点の snapshot から配線
+- Cast 挿入: pred 終端直前（position_before）に限定、終端後挿入を回避
+- BuilderCursor: emit_return/emit_jump/emit_branch を構造化（closed ブロックへの挿入を禁止）
+- Call/BoxCall: 実引数を callee の型へ coerce（i2p/p2i/zext/trunc 等）
+- Const String: nyash_string_new を entry ブロックで Hoist し、支配性違反を解消
+- Fallback（暫定）: PHI 欠落や lhs/rhs missing に対し型ゼロを合成して進行（ログ付）
+
+Open Issues（要対応）
+- Sealed配線: 一部合流で『各predに1 incoming』が未充足（synth で穴埋め中）
+- Dominance: ループ/合流で稀に「Instruction does not dominate all uses!」が再出
+- 位置ずれ: Sealed 内の cast 生成が builder の挿入位置に影響する可能性（要隔離）
+
+Next TODO（優先度順）
+1) flow::seal_block の挿入位置を完全隔離
+   - 専用Builder or Cursor.with_block で pred 終端直前に cast を挿入（メインbuilder位置を汚さない）
+2) preds_by_block を構築し、PHI incoming を実CFGの pred へ正規リマップ
+   - snapshot から in_vid を取得し、pred 数ぶんを網羅（synth は最終手段）
+   - 検証: incoming=pred数 を assert/ログ
+3) with_block の適用拡大（entry_builder/配列alloca等のホットスポット）
+   - 位置ずれ温床を解消 → 余剰ガード/フォールバックを削除（コード縮小）
+4) 回帰: Sealed=ON/OFF の一致確認（dep_tree_min_string ほか代表）
+   - NYASH_LLVM_TRACE_PHI=1 で配線ログ確認、ゼロ合成が消えることを目標
+
 Plan — PHI/SSA Hardening (Sealed SSA)
 - Sealed SSA 入れ替え（安全に段階導入）
   - Blockごとに `sealed: bool` と `incomplete_phis: Map<Var, Phi>` を保持

docs/development/roadmap/phases/phase-15/README.md

@@ -14,6 +14,25 @@ MIR 13命令の美しさを最大限に活かし、外部コンパイラ依存
 4. **エコシステムの自立**: Nyashだけで完結する開発環境
 5. **劇的なコード圧縮**: 75%削減で保守性・可読性の革命
 
+## 🚀 実装戦略（2025年9月更新）
+
+### Phase 15.2: LLVM層の独立化（実装中）
+- nyash-llvm-compiler crateの分離
+- MIR JSON/バイナリ入力 → ネイティブEXE出力
+- 独立したツールとして配布可能
+
+### Phase 15.3: Nyashコンパイラ実装
+- NyashでNyashパーサー実装
+- AST→MIR変換
+- ブートストラップでセルフホスティング達成！
+
+### Phase 15.4: VM層のNyash化（革新的）
+- MIR解釈エンジンをNyashで実装
+- コンパイル不要の即座実行
+- デバッグ・開発効率の劇的向上
+
+詳細：[セルフホスティング戦略 2025年9月版](implementation/self-hosting-strategy-2025-09.md)
+
 ## 📊 主要成果物
 
 ### コンパイラコンポーネント
@@ -207,10 +226,11 @@ ny_free_buf(buffer)
 
 ## 📅 実施時期
 
-- **開始条件**: Phase 10-14完了後
-- **推定開始**: 2026年前半
-- **推定期間**: 6-8ヶ月
-- **早期着手**: YAML自動生成は今すぐ開始可能
+- **現在進行中**（2025年9月）
+- **Phase 15.2**: LLVM独立化（実装中）
+- **Phase 15.3**: Nyashコンパイラ（2025年後半）
+- **Phase 15.4**: VM層Nyash化（2026年前半）
+- **Phase 15.5**: ABI移行（LLVM完成後）
 
 ## 💡 期待される成果
 

docs/development/roadmap/phases/phase-15/ROADMAP.md

@@ -18,23 +18,29 @@ This roadmap is a living checklist to advance Phase 15 with small, safe boxes. U
 
 ## Next (small boxes)
 
-1) Standard Ny std impl (P0→実体化)
-   - Implement P0 methods for string/array/map in Nyash (keep NyRT primitives minimal)
-   - Enable via `nyash.toml` `[ny_plugins]` (opt‑in); extend `tools/jit_smoke.sh`
-2) Ny compiler MVP (Ny→MIR on JIT path)
-   - Ny tokenizer + recursive‑descent parser (current subset) in Ny; drive existing MIR builder
-   - Flag path: `NYASH_USE_NY_COMPILER=1` to switch rust→ny compiler; rust parser as fallback
-   - Add apps/selfhost-compiler/ and minimal smokes
-3) Bootstrap loop (c0→c1→c1’)
-   - Use existing trace/hash harness to compare parity; add optional CI gate
-4) Plugins CI split (継続)
-   - Core always‑on (JIT, plugins disabled); Plugins as optional job (strict off by default)
-5) LLVM Native EXE Generation
+1) LLVM Native EXE Generation (Phase 15.2) 🚀
    - LLVM backend object → executable pipeline completion
    - Separate `nyash-llvm-compiler` crate (reduce main build weight)
    - Input: MIR (JSON/binary) → Output: native executable
    - Link with nyrt runtime (static/dynamic options)
    - Integration: `nyash --backend llvm --emit exe program.nyash -o program.exe`
+2) Standard Ny std impl (P0→実体化)
+   - Implement P0 methods for string/array/map in Nyash (keep NyRT primitives minimal)
+   - Enable via `nyash.toml` `[ny_plugins]` (opt‑in); extend `tools/jit_smoke.sh`
+3) Ny compiler MVP (Ny→MIR on JIT path) (Phase 15.3) 🎯
+   - Ny tokenizer + recursive‑descent parser (current subset) in Ny; drive existing MIR builder
+   - Flag path: `NYASH_USE_NY_COMPILER=1` to switch rust→ny compiler; rust parser as fallback
+   - Add apps/selfhost-compiler/ and minimal smokes
+4) Bootstrap loop (c0→c1→c1')
+   - Use existing trace/hash harness to compare parity; add optional CI gate
+   - **This achieves self-hosting!** Nyash compiles Nyash
+5) VM Layer in Nyash (Phase 15.4) ⚡
+   - Implement MIR interpreter in Nyash (13 core instructions)
+   - BoxCall/ExternCall bridge to existing infrastructure
+   - Optional LLVM JIT acceleration for hot paths
+   - Enable instant execution without compilation
+6) Plugins CI split (継続)
+   - Core always‑on (JIT, plugins disabled); Plugins as optional job (strict off by default)
 
 ## Later (incremental)
 

docs/development/roadmap/phases/phase-15/implementation/self-hosting-strategy-2025-09.md

@@ -0,0 +1,132 @@
+# Phase 15 セルフホスティング戦略 2025年9月版
+
+## 🎯 セルフホスティングの段階的実現戦略
+
+### 現在地
+- ✅ v0 Nyパーサー（Ny→JSON IR）完成
+- ✅ MIR生成基盤あり（Rust実装）
+- 🚧 LLVM層改善中（ChatGPT5協力）
+- 📅 NyコンパイラMVP計画中
+
+### 君の提案の妥当性検証
+
+## 📊 セルフホスティングの段階
+
+### Stage 1: LLVM層の独立（最優先）✅
+```
+現在: Rustモノリス → MIR → LLVM → オブジェクト
+提案: Rustモノリス → MIR(JSON) → [LLVM EXE] → ネイティブEXE
+```
+
+**実装詳細**：
+1. `nyash-llvm-compiler` crateを分離
+2. 入力：MIR（JSON/バイナリ）
+3. 出力：ネイティブ実行ファイル
+4. nyrtランタイムとのリンク
+
+**メリット**：
+- ビルド時間短縮（Rust側は軽量化）
+- 独立したツールとして配布可能
+- パイプライン明確化
+
+### Stage 2: Nyashコンパイラ実装（現在計画中）✅
+```
+現在: Rustパーサー → MIR
+提案: Nyashコンパイラ → AST/JSON → MIR生成層
+```
+
+**実装詳細**：
+1. Nyashで再帰下降パーサー実装
+2. AST構造をJSONで出力
+3. 既存のMIR生成層に接続
+4. `NYASH_USE_NY_COMPILER=1`で切替
+
+**これでセルフホスティング達成！**
+- Nyashで書いたコンパイラがNyashをコンパイル
+- Rustコンパイラは不要に
+
+### Stage 3: VM層のNyash実装（革新的）⚡
+```
+現在: Rust VM → MIR解釈
+提案: Nyash VM → MIR解釈 → (必要時LLVM呼び出し)
+```
+
+**実装詳細**：
+```nyash
+box NyashVMBox {
+    mir_module: MIRModuleBox
+    pc_stack: ArrayBox
+    value_stack: ArrayBox
+    frame_stack: ArrayBox
+    
+    execute(mir_json) {
+        me.mir_module = MIRModuleBox.parse(mir_json)
+        me.runFunction("main")
+    }
+    
+    runFunction(name) {
+        local func = me.mir_module.getFunction(name)
+        local frame = new FrameBox(func)
+        me.frame_stack.push(frame)
+        
+        loop(frame.pc < func.instructions.length()) {
+            local inst = func.instructions[frame.pc]
+            me.executeInstruction(inst, frame)
+            frame.pc = frame.pc + 1
+        }
+    }
+}
+```
+
+**メリット**：
+- **コンパイル不要**で即実行
+- VMロジックを動的に変更可能
+- デバッグ・実験が容易
+
+## 🚀 実現順序の提案
+
+### Phase 15.2: LLVM独立化
+1. LLVM層をcrateに分離
+2. MIR JSONインターフェース確立
+3. スタンドアロンEXE生成
+
+### Phase 15.3: Nyashコンパイラ
+1. パーサー実装（Nyashで）
+2. AST→MIRブリッジ
+3. ブートストラップテスト
+
+### Phase 15.4: VM層Nyash化
+1. MIR解釈エンジン（基本13命令）
+2. BoxCall/ExternCallブリッジ
+3. パフォーマンス最適化（JIT連携）
+
+## 💡 ABI移行タイミング
+
+**LLVM独立化完了後が最適**理由：
+1. インターフェース確定後に最適化
+2. 独立EXEならABI変更の影響限定的
+3. パフォーマンス測定してから判断
+
+## 📋 検証結果
+
+**君の提案は正しい！**
+
+1. **LLVM EXE独立** → MIR JSONで疎結合
+2. **Nyashコンパイラ** → AST/JSONでMIR生成
+3. **セルフホスト完了** → Rustコンパイラ不要
+4. **VM層Nyash化** → 究極の柔軟性
+
+この順序なら：
+- 段階的に実現可能
+- 各段階で動作確認
+- リスク最小化
+- 最終的に完全セルフホスト
+
+## 🎯 次のアクション
+
+1. **LLVM crateの設計開始**
+2. **MIR JSONスキーマ確定**
+3. **Nyパーサー拡張計画**
+4. **VMプロトタイプ設計**
+
+これが現実的で革新的なロードマップにゃ！

src/backend/llvm/compiler/codegen/instructions/builder_cursor.rs

@@ -26,6 +26,8 @@ impl<'ctx, 'b> BuilderCursor<'ctx, 'b> {
         let prev_bb = self.cur_llbb;
         // Preserve previous closed state
         let prev_closed = prev_bid.and_then(|id| self.closed_by_bid.get(&id).copied());
+        // Preserve target block closed state and restore after
+        let tgt_closed_before = self.closed_by_bid.get(&bid).copied();
 
         self.at_end(bid, bb);
         let r = body(self);
@@ -39,6 +41,13 @@ impl<'ctx, 'b> BuilderCursor<'ctx, 'b> {
         if let (Some(pid), Some(closed)) = (prev_bid, prev_closed) {
             self.closed_by_bid.insert(pid, closed);
         }
+        if let Some(closed) = tgt_closed_before {
+            self.closed_by_bid.insert(bid, closed);
+        } else {
+            // If previously unknown, keep it marked as closed if a terminator exists
+            let has_term = unsafe { bb.get_terminator() }.is_some();
+            self.closed_by_bid.insert(bid, has_term);
+        }
         r
     }
 

src/backend/llvm/compiler/codegen/instructions/flow.rs

@@ -250,8 +250,9 @@ fn coerce_to_type<'ctx>(
 }
 
 /// Sealed-SSA style: when a block is finalized, add PHI incoming for all successor blocks.
-pub(in super::super) fn seal_block<'ctx>(
+pub(in super::super) fn seal_block<'ctx, 'b>(
     codegen: &CodegenContext<'ctx>,
+    cursor: &mut BuilderCursor<'ctx, 'b>,
     func: &MirFunction,
     bid: BasicBlockId,
     succs: &HashMap<BasicBlockId, Vec<BasicBlockId>>,
@@ -269,7 +270,8 @@ pub(in super::super) fn seal_block<'ctx>(
         for sb in slist {
             if let Some(pl) = phis_by_block.get(sb) {
                 for (_dst, phi, inputs) in pl {
-                    if let Some((_, in_vid)) = inputs.iter().find(|(pred, _)| pred == &bid) {
+                    // Handle only the current predecessor (bid)
+                    if let Some((_, in_vid)) = inputs.iter().find(|(p, _)| p == &bid) {
                         // Prefer the predecessor's block-end snapshot; fall back to current vmap
                         let snap_opt = block_end_values
                                 .get(&bid)
@@ -304,13 +306,11 @@ pub(in super::super) fn seal_block<'ctx>(
                                 }
                             }
                         };
-                        // Ensure any required casts are inserted BEFORE the predecessor's terminator
-                        // Save and restore current insertion point around coercion
+                            // Insert any required casts in the predecessor block, right before its terminator
                             let saved_block = codegen.builder.get_insert_block();
                             if let Some(pred_llbb) = bb_map.get(&bid) {
                                 let term = unsafe { pred_llbb.get_terminator() };
                                 if let Some(t) = term {
-                                // Insert casts right before the terminator of predecessor
                                     codegen.builder.position_before(&t);
                                 } else {
                                     codegen.builder.position_at_end(*pred_llbb);
@@ -340,8 +340,7 @@ pub(in super::super) fn seal_block<'ctx>(
                                 _ => return Err("unsupported phi incoming value (seal)".to_string()),
                             }
                     } else {
-                        // inputs に pred が見つからない場合でも、検証器は「各predに1エントリ」を要求する。
-                        // ゼロ（型に応じた null/0）を合成して追加する（ログ付）
+                        // Missing mapping for this predecessor: synthesize a typed zero
                             let pred_bb = *bb_map.get(&bid).ok_or("pred bb missing")?;
                             use inkwell::types::BasicTypeEnum as BT;
                             let bt = phi.as_basic_value().get_type();

src/backend/llvm/compiler/codegen/mod.rs

@@ -125,7 +125,7 @@ impl LLVMCompiler {
             > = HashMap::new();
             // Snapshot of values at the end of each basic block (for sealed-SSA PHI wiring)
             let mut block_end_values: HashMap<crate::mir::BasicBlockId, HashMap<ValueId, BasicValueEnum>> = HashMap::new();
-            // Build successors map (for optional sealed-SSA PHI wiring)
+            // Build successors and predecessors map (for optional sealed-SSA PHI wiring)
             let mut succs: HashMap<crate::mir::BasicBlockId, Vec<crate::mir::BasicBlockId>> = HashMap::new();
             for (bid, block) in &func.blocks {
                 let v: Vec<crate::mir::BasicBlockId> = block.successors.iter().copied().collect();
@@ -388,7 +388,7 @@ impl LLVMCompiler {
                 }
             }
                 if sealed_mode {
-                    instructions::flow::seal_block(&codegen, func, *bid, &succs, &bb_map, &phis_by_block, &block_end_values, &vmap)?;
+                    instructions::flow::seal_block(&codegen, &mut cursor, func, *bid, &succs, &bb_map, &phis_by_block, &block_end_values, &vmap)?;
                 }
             }
         // Finalize function: ensure every basic block is closed with a terminator.