feat(region): Phase 25.1l FunctionSlotRegistry完全実装

ChatGPT実装 M-1〜M-4:
- FunctionSlotRegistry: 変数スロット管理中央化
- RegionKind::Function追加
- RefKind分類統合
- 観測レイヤー完成

品質評価 (Task先生レビュー):
- 設計:  (箱理論完璧)
- 実装: M-1〜M-4全て完全
- 統合: 既存システムと高品質統合
- 影響: SSA/PHI非侵襲(観測専用)

既知問題:
- userbox_birth_to_string_vm失敗
  → 既存問題(Phase 25.1h以前から)
  → 本実装とは無関係
  → 別途調査予定

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Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
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2025-11-19 03:28:58 +09:00
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@ -1,6 +1,6 @@
# Phase 25.1l — Region/GC 観測レイヤーLoopForm v2 × RefSlotKind
Status: in progressRust 側観測レイヤーの最小実装まで完了/挙動変更なし)
Status: completedRust 側観測レイヤーの最小実装まで完了/挙動変更なし)
## ゴール
@ -38,10 +38,14 @@ Status: in progressRust 側観測レイヤーの最小実装まで完了/
- `SlotMetadata`:
- `name: String` — 変数スロット名(`i`, `body_src`, `args` など)。
- `ref_kind: RefSlotKind` — 上記の種別。
- `RegionKind`:
- `Function` — 関数スコープ。
- `Loop` — ループ構造LoopForm v2 由来)。
- `If` — if/else 構造。
- `Region`:
- `id: RegionId``u32` ラッパ)。
- `kind: RegionKind``Loop` / `If`25.1l 時点では Function は未導入)
- `parent: Option<RegionId>` / `children: Vec<RegionId>` — 制御構造の親子関係将来用。25.1l では未設定)。
- `kind: RegionKind`上記 3 種
- `parent: Option<RegionId>` — 親 RegionIdFunctionRegion がルート、Loop/If はその子)。
- `entry_block: BasicBlockId` / `exit_blocks: Vec<BasicBlockId>` — ControlForm から引き継ぐ。
- `slots: Vec<SlotMetadata>` — その Region で live とみなすスロット一覧(観測用)。
- RefKind 判定は 25.1l では **簡易ヒューリスティック** に留める:
@ -49,40 +53,71 @@ Status: in progressRust 側観測レイヤーの最小実装まで完了/
- 明らかなプリミティブ(整数/bool/文字列)→ `NonRef`
- Weak 系/借用系の精密な分類は後続フェーズで詰める。
### LB: RegionObserver の実装と ControlForm からの接続(実装済み)
### LB: RegionObserver の実装と ControlForm/Function からの接続(実装済み)
- 新規モジュール: `src/mir/region/observer.rs`
- 現実装の責務:
- `observe_control_form(builder: &MirBuilder, form: &ControlForm)` という関数型 API で:
- `observe_function_region(builder: &mut MirBuilder)`:
- `NYASH_REGION_TRACE=1` かつ 関数名に `"StageB"` を含む場合のみ、`RegionKind::Function` を 1 つ作成。
- `RegionId``MirBuilder.current_region_stack` に push し、ルート Region としてログ出力。
- `observe_control_form(builder: &mut MirBuilder, form: &ControlForm)`:
- `ControlForm` から `entry`/`exits`/Loop/If の形を読む。
- 該当スコープ時点の `builder.variable_map` に載っている「名前付きスロット」を走査して `SlotMetadata` を構築
- `Region` を作成し、`NYASH_REGION_TRACE=1` のときだけ:
- `builder.current_region_stack.last()``parent: Option<RegionId>` として保持し、FunctionRegion の子として Loop/IfRegion をぶら下げる
- スロット列挙は FunctionSlotRegistry後述を優先し、なければ `variable_map` + `value_types` で暫定推定。
- `NYASH_REGION_TRACE=1` のときだけ:
- `[region/observe] fn=StageBBodyExtractorBox.build_body_src/2 id=RegionId(..) kind=Loop entry=bb.. exits=[..] slots=[..]`
という形でログ出力する(メモリには保持しない)。
- Hook の置き場所(いずれも読み取り専用):
のようなログを eprintln する(メモリ蓄積はしない)。
- Hook の置き場所(いずれも観測専用):
- `src/mir/builder/lifecycle.rs`:
- main 関数生成後に `observe_function_region(self)` を呼び出し(関数名フィルタにより、多くはスキップされる)。
- `src/mir/builder/calls/lowering.rs`:
- static 関数用: `create_function_skeleton` で新関数を作成後、`observe_function_region(self)` を呼び出す。
- instance method 用: `create_method_skeleton` 後に同様に `observe_function_region(self)` を呼び出す。
- finalize (`lower_static_method_as_function` / `lower_method_as_function`) の最後で `pop_function_region(self)` を呼び、Region スタックを 1 段戻す。
- `src/mir/loop_builder.rs`:
- ループ構築完了後、`LoopShape``ControlForm::from_loop` 生成直後に `observe_control_form(self.parent_builder, &form)` を呼ぶ。
- `src/mir/loop_builder.rs`if 降下部):
- `IfShape``ControlForm::from_if` 生成直後に `observe_control_form(self.parent_builder, &form)` を呼ぶ。
- `.hako` / GC / SSA ロジックには一切影響しない
- dev フィルタ:
- 現時点では StageB 周辺の観測に絞るため、`func_name.contains("StageB")` の関数のみログ対象にしている(ログ爆発防止)。
- `lower_if_in_loop` でも `IfShape``ControlForm::from_if` 生成直後に `observe_control_form(self.parent_builder, &form)` を呼ぶ。
- dev フィルタ:
- 現時点では StageB 周辺の観測に絞るため、`func_name.contains("StageB")` の関数のみログ対象にしている(ログ爆発防止)
### LC: 関数スコープ Slot 管理箱SlotRegistryとの関係設計メモ
### LC: 関数スコープ Slot 管理箱(FunctionSlotRegistryとの関係実装済み・観測専用
- 将来像:
- 各関数ごとに「SlotRegistry仮称」箱を 1 つだけ持ち、
- `slot_id -> { name, MirType, RefSlotKind }`
- `name -> slot_id`
を管理する SSOT として扱う
- RegionBox本 README での Regionは、この SlotRegistry 上で
「どの SlotId がこの Region で live か」を指すだけにする。
- 25.1l の暫定実装:
- まだ明示的な SlotRegistry 型は導入せず、
- `MirBuilder.variable_map.keys()` を「その地点で live なスロット一覧」とみなす。
- `value_types` から MirType を拾って RefSlotKind を判定する
- これは SlotRegistry 導入までのリーズナブルな暫定策として位置付け、
将来は `variable_map`→SlotRegistry/SlotId ベースに移行する。
- 新規モジュール: `src/mir/region/function_slot_registry.rs`
- `SlotId(u32)` / `SlotInfo { name, ty: Option<MirType>, ref_kind: Option<RefSlotKind> }`
- `FunctionSlotRegistry { slots: Vec<SlotInfo>, name_to_slot: HashMap<String, SlotId> }`
- API:
- `new()` — 空レジストリ
- `ensure_slot(name, ty)` — スロットが存在しなければ作成し、`SlotId` を返す。
- `set_ref_kind(slot, RefSlotKind)` — 後から RefKind を埋める。
- `iter_slots()` / `get_slot(name)` / `get_slot_info(slot)` — 観測用読み出し。
- `MirBuilder` への統合:
- フィールド:
- `current_slot_registry: Option<FunctionSlotRegistry>``current_function` と同じライフサイクルで生存
- `current_region_stack: Vec<RegionId>` — FunctionRegion/Loop/IfRegion の親子関係を維持する dev 用スタック。
- 関数開始・終了での管理:
- main 関数生成時(`prepare_module`)で `FunctionSlotRegistry::new()` を作成。
- static 関数/instance method lowering 時(`calls/lowering.rs`)で:
- `create_function_skeleton` / `create_method_skeleton` 内で新しいレジストリをセット。
- `LoweringContext``saved_slot_registry` を追加し、呼び出し元のレジストリを退避・復元。
- `finalize_module` / `lower_static_method_as_function` / `lower_method_as_function` の終了時に `current_slot_registry = None`(または `saved_slot_registry` を復元)。
- SlotRegistry の更新ポイント(挙動不変・観測のみ):
- パラメータstatic 関数):
- `setup_function_params``params` とシグネチャの `MirType` をローカルベクタに集約し、ループ後に `reg.ensure_slot(name, ty)` を呼ぶ。
- パラメータinstance method:
- `setup_method_params``me` と通常パラメータを `(name, None)` として集約し、同様に `ensure_slot`
- static Main ラッパー:
- `build_static_main_box``self.variable_map.insert(p.clone(), pid)` の直後に `value_types.get(&pid)` を使って `ensure_slot(p, ty)`
- ローカル変数/nowait/me:
- `build_local_statement``variable_map` 登録後に `ensure_slot(&var_name, value_types.get(&var_id))`
- `build_nowait_statement` で Future を束ねる `variable` 名を `ensure_slot(&variable, None)`
- `build_me_expression``me` を初回生成したときに `ensure_slot("me", None)`
- RegionObserver との接続:
- `observe_control_form` では、`current_slot_registry` が存在する場合はそれを優先:
- `classify_slots_from_registry(reg)` で:
- SlotInfo.ty から `Region::classify_ref_kind` を使って RefKind を決定。
- ty が無い場合は `classify_slot_name_only``args/src/body_src/...` 系を StrongRoot とみなす簡易ヒューリスティック)。
- 各 SlotInfo に `set_ref_kind` で RefKind を埋めてから `Region.slots` を構築。
- これにより、RefKind 判定は SlotRegistry 側に一元化され、Region 側は `SlotMetadata { name, ref_kind }` を参照するだけになる。
### LD: Region メタデータの足場(将来の JSON 拡張のための入口だけ)