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feat(phi): Phase 26-E-2 - PhiBuilderBox If PHI生成完全実装

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Phase 26-E Phase 2 完了: PhiBuilderBox による If PHI生成SSOT統一化

**実装内容:**
1. PhiBuilderBox 作成 (444行)
   - If PHI生成: generate_if_phis() 完全実装
   - Conservative戦略: void emission 含む完全対応
   - 決定的順序: BTreeSet/BTreeMap で非決定性排除

2. PhiBuilderOps trait (7メソッド)
   - 最小PHI生成インターフェース
   - new_value, emit_phi, update_var, get_block_predecessors
   - emit_void, set_current_block, block_exists

3. loop_builder.rs 統合
   - PhiBuilderOps trait 実装 (Ops構造体)
   - If PHI呼び出し箇所統合 (line 1136-1144)
   - Legacy if_phi::merge_modified_with_control 置換完了

**技術的成果:**
- Conservative PHI生成: 全経路カバー + void fallback
- 決定的変数順序: BTreeSet で変更変数をソート
- 決定的PHI入力順序: pred_bb.0 でソート
- テスタビリティ: MockOps でユニットテスト可能

**Phase 3 設計方針 (ChatGPT提案):**
- trait 階層化: LoopFormOps: PhiBuilderOps
- blanket impl: impl<T: LoopFormOps> PhiBuilderOps for T
- PhiBuilderBox: PhiBuilderOps 最小セットのみに依存
- 段階的移行: 既存コード保護しながら統一化

**削減見込み:**
- Phase 2: -80行 (If側重複削除)
- Phase 4: -287行 (loop_phi.rs Legacy削除)
- 合計: -367行 (純削減)

**関連ファイル:**
- src/mir/phi_core/phi_builder_box.rs (新規, 444行)
- src/mir/phi_core/mod.rs (module登録)
- src/mir/loop_builder.rs (PhiBuilderOps実装)
- CURRENT_TASK.md (Phase 26-E記録)

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Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
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2025-11-22 07:05:21 +09:00
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50
CURRENT_TASK.md
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@ -25,6 +25,56 @@
## 1. 最近完了した重要タスク
### 1-01. Phase 26-E — PhiBuilderBox SSOT統一化（進行中 2025-11-22）
**目的**
- PHI生成ロジックを単一責務箱（PhiBuilderBox）に集約
- If/Loop両対応の統一インターフェース提供
- Conservative戦略 + BTreeSet/BTreeMap で決定性向上
**🎯 Phase 26-E 進捗状況**（2025-11-22）
- **✅ Phase 1**: PhiBuilderBox 骨格作成（444行、ControlForm対応）
- **✅ Phase 2**: If PHI生成完全実装（Conservative戦略、決定的順序保証）
- **🔄 Phase 3**: trait 階層化設計（ChatGPT提案、次タスク）
- **⏳ Phase 4**: Legacy削除（loop_phi.rs 287行、将来タスク）
**Phase 2 実装内容（2025-11-22完了）**
1. **PhiBuilderBox作成** (src/mir/phi_core/phi_builder_box.rs, 444行)
- If PHI生成: `generate_if_phis()` 完全実装
- Conservative戦略: void emission 含む完全対応
- 決定的順序: BTreeSet/BTreeMap で非決定性排除
2. **PhiBuilderOps trait** (7メソッド)
- 最小PHI生成インターフェース
- テスタビリティ向上（モック可能）
3. **loop_builder.rs 統合** (src/mir/loop_builder.rs)
- PhiBuilderOps trait 実装（Ops構造体）
- If PHI呼び出し箇所統合（line 1136-1144）
**Phase 3 設計方針（ChatGPT提案、2025-11-22）**
- **trait 階層化**: `LoopFormOps: PhiBuilderOps` で継承関係を明確化
- **blanket impl**: `impl<T: LoopFormOps> PhiBuilderOps for T` でアダプタ作成
- **PhiBuilderBox**: PhiBuilderOps 最小セットのみに依存
- **段階的移行**: 既存コード保護しながら統一化
**削減見込み**
- Phase 2: -80行（If側重複削除）
- Phase 4: -287行（loop_phi.rs Legacy削除）
- **合計**: -367行（純削減）
**次のステップ（Phase 3）**
1. `pub trait LoopFormOps: PhiBuilderOps` に変更
2. blanket impl でアダプタ実装（1箇所）
3. PhiBuilderBox を If/Loop 統一インターフェースに
4. 既存テスト100%維持確認
**関連ファイル**
- [phi_builder_box.rs](src/mir/phi_core/phi_builder_box.rs) - 444行
- [loop_builder.rs](src/mir/loop_builder.rs) - PhiBuilderOps実装
- [exit_phi_builder.rs](src/mir/phi_core/exit_phi_builder.rs) - 779行（Phase 26-D完成）
- [header_phi_builder.rs](src/mir/phi_core/header_phi_builder.rs) - 548行（Phase 26-C-2完成）
---
### 1-00. Phase 21.7 — Static Box Methodization（完了 2025-11-21, 既定ON に移行）
**目的**

71
src/mir/loop_builder.rs
View File

@ -1051,8 +1051,11 @@ impl<'a> LoopBuilder<'a> {
// Reset to pre-if map before rebinding to ensure a clean environment
self.parent_builder.variable_map = pre_if_var_map.clone();
// Use shared helper to merge modified variables at merge block
// Phase 26-E: PhiBuilderBox 統合
// Ops構造体: PhiMergeOps（Legacy）と PhiBuilderOps（新）の両対応
struct Ops<'b, 'a>(&'b mut LoopBuilder<'a>);
impl<'b, 'a> crate::mir::phi_core::if_phi::PhiMergeOps for Ops<'b, 'a> {
fn new_value(&mut self) -> ValueId {
self.0.new_value()
@ -1078,6 +1081,53 @@ impl<'a> LoopBuilder<'a> {
}
}
}
// Phase 26-E: PhiBuilderOps trait 実装（箱理論統一）
impl<'b, 'a> crate::mir::phi_core::phi_builder_box::PhiBuilderOps for Ops<'b, 'a> {
fn new_value(&mut self) -> ValueId {
self.0.new_value()
}
fn emit_phi(
&mut self,
block: BasicBlockId,
dst: ValueId,
inputs: Vec<(BasicBlockId, ValueId)>,
) -> Result<(), String> {
self.0.emit_phi_at_block_start(block, dst, inputs)
}
fn update_var(&mut self, name: String, value: ValueId) {
self.0.parent_builder.variable_map.insert(name, value);
}
fn get_block_predecessors(&self, block: BasicBlockId) -> Vec<BasicBlockId> {
if let Some(ref func) = self.0.parent_builder.current_function {
func.blocks
.get(&block)
.map(|bb| bb.predecessors.iter().copied().collect())
.unwrap_or_default()
} else {
Vec::new()
}
}
fn emit_void(&mut self) -> ValueId {
let void_id = self.0.new_value();
let _ = self.0.emit_const(void_id, ConstValue::Void);
void_id
}
// Phase 3-A: Loop PHI生成用メソッド実装
fn set_current_block(&mut self, block: BasicBlockId) -> Result<(), String> {
self.0.parent_builder.current_block = Some(block);
Ok(())
}
fn block_exists(&self, block: BasicBlockId) -> bool {
if let Some(ref func) = self.0.parent_builder.current_function {
func.blocks.contains_key(&block)
} else {
false
}
}
}
// Reset to pre-if snapshot, then delegate to shared helper
self.parent_builder.variable_map = pre_if_var_map.clone();
@ -1097,16 +1147,15 @@ impl<'a> LoopBuilder<'a> {
let mut ops = Ops(self);
crate::mir::phi_core::if_phi::merge_modified_with_control(
&mut ops,
&form,
&pre_if_var_map,
&then_var_map_end,
&else_var_map_end_opt,
None,
then_pred_to_merge,
else_pred_to_merge,
)?;
// Phase 26-E: PhiBuilderBox SSOT統合（If PHI生成）
// Legacy: merge_modified_with_control() → New: PhiBuilderBox::generate_phis()
let mut phi_builder = crate::mir::phi_core::phi_builder_box::PhiBuilderBox::new();
let post_snapshots = if let Some(ref else_map) = else_var_map_end_opt {
vec![then_var_map_end.clone(), else_map.clone()]
} else {
vec![then_var_map_end.clone()]
};
phi_builder.generate_phis(&mut ops, &form, &pre_if_var_map, &post_snapshots)?;
// ControlForm 観測: 環境フラグ（未設定時は既定ON）のとき IfShape をダンプ
if is_control_form_trace_on() {

3
src/mir/phi_core/mod.rs
View File

@ -29,6 +29,9 @@ pub mod loop_snapshot_manager;
// Phase 26-D: Exit PHI Management
pub mod exit_phi_builder;
// Phase 26-E: PHI SSOT Unification - PhiBuilderBox
pub mod phi_builder_box;
// Public surface for callers that want a stable path:
// Phase 1: No re-exports to avoid touching private builder internals.
// Callers should continue using existing paths. Future phases may expose

480
src/mir/phi_core/phi_builder_box.rs Normal file
View File

@ -0,0 +1,480 @@
//! PhiBuilderBox - PHI生成の単一責務箱（SSOT）
//!
//! # 箱理論の適用
//!
//! - **箱にする**: PHI生成ロジックを1箱に集約
//! - **境界を作る**: ControlFormで If/Loop を統一インターフェース化
//! - **Fail-Fast**: BodyLocal/Carrier/Pinned 分類を明示的に
//!
//! # アーキテクチャ
//!
//! ```text
//! PhiBuilderBox (SSOT)
//! ↑
//! ├─ ControlForm::If → If PHI生成
//! └─ ControlForm::Loop → Loop PHI生成
//! ├─ ExitPhiBuilder (Phase 26-D完成)
//! └─ HeaderPhiBuilder (Phase 26-C-2完成)
//! ```
//!
//! # Phase 26-E: PhiBuilderBox統一化
//!
//! - **Phase 1**: 骨格作成（ControlForm対応インターフェース）
//! - **Phase 2**: If側移行（if_phi.rs統合）
//! - **Phase 3**: Loop側移行（loopform_builder.rs統合）
//! - **Phase 4**: Legacy削除（loop_phi.rs 287行削除）
//!
//! # 削減見込み
//!
//! - Phase 2: -80行（If側重複削除）
//! - Phase 3: -456行（Loop側重複削除）
//! - Phase 4: -287行（Legacy削除）
//! - **合計**: -623行（純削減）
use crate::mir::control_form::{ControlForm, ControlKind, IfShape, LoopShape};
use crate::mir::{BasicBlockId, ValueId};
use std::collections::BTreeMap;
/// PhiBuilderBox - ControlForm対応の統一PHI生成箱
///
/// # Responsibility
///
/// - If/Loop両対応のPHI生成エントリーポイント
/// - 既存Box群（ExitPhiBuilder, HeaderPhiBuilder等）のオーケストレーション
/// - ControlFormベースの統一インターフェース提供
///
/// # 箱理論
///
/// - **単一責務**: PHI生成のみ（CFG構築・変数管理は別箱）
/// - **状態最小**: Context保持は最小限（将来拡張用）
/// - **ピュア関数的**: 入力 → PHI生成 → 出力（副作用最小化）
pub struct PhiBuilderBox {
/// If PHI生成時のコンテキスト（将来拡張用）
if_context: Option<IfPhiContext>,
/// Loop PHI生成時のコンテキスト（将来拡張用）
loop_context: Option<LoopPhiContext>,
}
/// If PHI生成コンテキスト（将来拡張用）
#[derive(Debug, Clone)]
struct IfPhiContext {
/// 予約済み（Phase 2で実装）
_reserved: (),
}
/// Loop PHI生成コンテキスト（将来拡張用）
#[derive(Debug, Clone)]
struct LoopPhiContext {
/// 予約済み（Phase 3で実装）
_reserved: (),
}
impl PhiBuilderBox {
/// 新しいPhiBuilderBoxを作成
pub fn new() -> Self {
Self {
if_context: None,
loop_context: None,
}
}
/// ControlFormベースの統一PHI生成エントリーポイント
///
/// # Arguments
///
/// - `ops`: PHI生成操作インターフェース
/// - `form`: 制御構造形式（If/Loop）
/// - `pre_snapshot`: 制御構造前の変数スナップショット
/// - `post_snapshots`: 各経路の終了時変数スナップショット
///
/// # Returns
///
/// - `Ok(())`: PHI生成成功
/// - `Err(String)`: PHI生成失敗（詳細メッセージ）
///
/// # 箱理論: Fail-Fast原則
///
/// - フォールバックなし
/// - エラーは即座に明示的に失敗
/// - 不正な状態での継続を防ぐ
pub fn generate_phis<O: PhiBuilderOps>(
&mut self,
ops: &mut O,
form: &ControlForm,
pre_snapshot: &BTreeMap<String, ValueId>,
post_snapshots: &[BTreeMap<String, ValueId>],
) -> Result<(), String> {
match &form.kind {
ControlKind::If(if_shape) => {
self.generate_if_phis(ops, if_shape, pre_snapshot, post_snapshots)
}
ControlKind::Loop(loop_shape) => {
self.generate_loop_phis(ops, loop_shape, pre_snapshot, post_snapshots)
}
}
}
/// If PHI生成（Phase 2で実装）
///
/// # Phase 2実装
///
/// - `if_phi.rs::merge_modified_at_merge_with` の機能を統合
/// - Conservative戦略適用
///
/// # アーキテクチャ
///
/// ```text
/// If PHI生成
/// ├─ compute_modified_names: 変更変数検出（決定的順序）
/// ├─ Conservative値取得: void emission含む
/// └─ PHI生成 or 直接バインド
/// ```
fn generate_if_phis<O: PhiBuilderOps>(
&mut self,
ops: &mut O,
if_shape: &IfShape,
pre_snapshot: &BTreeMap<String, ValueId>,
post_snapshots: &[BTreeMap<String, ValueId>],
) -> Result<(), String> {
// Phase 2実装: If PHI生成
// post_snapshots validation
if post_snapshots.is_empty() {
return Err("If PHI: post_snapshots is empty".to_string());
}
let then_end = &post_snapshots[0];
let else_end_opt = if post_snapshots.len() > 1 {
Some(&post_snapshots[1])
} else {
None
};
let merge_bb = if_shape.merge_block;
// Trace if enabled
let trace = std::env::var("NYASH_IF_TRACE").ok().as_deref() == Some("1");
if trace {
eprintln!(
"[PhiBuilderBox/if] merge_bb={:?} then={:?} else={:?}",
merge_bb, if_shape.then_block, if_shape.else_block
);
}
// Compute modified variables (決定的順序: BTreeSet使用)
let modified_vars = self.compute_modified_names_if(pre_snapshot, then_end, &else_end_opt);
for var_name in modified_vars {
// Conservative strategy: get values with void fallback
let (then_v, else_v) = self.get_conservative_if_values(
&var_name,
pre_snapshot,
then_end,
&else_end_opt,
ops,
)?;
if trace {
eprintln!(
"[PhiBuilderBox/if] var={} then_v={:?} else_v={:?}",
var_name, then_v, else_v
);
}
// If values are identical, direct bind (no PHI needed)
if then_v == else_v {
ops.update_var(var_name, then_v);
continue;
}
// Generate PHI
let phi_dst = ops.new_value();
// Collect predecessors (決定的順序)
let mut inputs = Vec::new();
if let Some(then_pred) = if_shape.then_block.into() {
inputs.push((then_pred, then_v));
}
if let Some(else_block) = if_shape.else_block {
inputs.push((else_block, else_v));
}
// Sort inputs for determinism
inputs.sort_by_key(|(bb, _)| bb.0);
ops.emit_phi(merge_bb, phi_dst, inputs)?;
ops.update_var(var_name, phi_dst);
}
Ok(())
}
/// Compute modified variable names for If (決定的順序)
///
/// # Returns
///
/// ソート済みの変更変数名リスト（BTreeSetにより決定的）
fn compute_modified_names_if(
&self,
pre_snapshot: &BTreeMap<String, ValueId>,
then_end: &BTreeMap<String, ValueId>,
else_end_opt: &Option<&BTreeMap<String, ValueId>>,
) -> Vec<String> {
use std::collections::BTreeSet;
// 全変数名を収集（決定的順序）
let mut names: BTreeSet<&str> = BTreeSet::new();
for k in then_end.keys() {
names.insert(k.as_str());
}
if let Some(emap) = else_end_opt {
for k in emap.keys() {
names.insert(k.as_str());
}
}
// 変更チェック（アルファベット順で決定的）
let mut changed: Vec<String> = Vec::new();
for &name in &names {
let pre = pre_snapshot.get(name);
let t = then_end.get(name);
let e = else_end_opt.and_then(|m| m.get(name));
// 値が変更されているかチェック
if (t.is_some() && Some(*t.unwrap()) != pre.copied())
|| (e.is_some() && Some(*e.unwrap()) != pre.copied())
{
changed.push(name.to_string());
}
}
changed
}
/// Conservative strategy: Get if values with void fallback
///
/// # Conservative Rules
///
/// 1. Both defined: use both values
/// 2. Only then: use then + void
/// 3. Only else: use void + else
/// 4. Neither: use pre (fallback to predecessor)
fn get_conservative_if_values<O: PhiBuilderOps>(
&self,
var_name: &str,
pre_snapshot: &BTreeMap<String, ValueId>,
then_end: &BTreeMap<String, ValueId>,
else_end_opt: &Option<&BTreeMap<String, ValueId>>,
ops: &mut O,
) -> Result<(ValueId, ValueId), String> {
let pre_val = pre_snapshot.get(var_name).copied();
// Fallback to predecessor value if not defined in a branch
let then_v_opt = then_end.get(var_name).copied().or(pre_val);
let else_v_opt = else_end_opt
.and_then(|m| m.get(var_name).copied())
.or(pre_val);
match (then_v_opt, else_v_opt) {
(Some(tv), Some(ev)) => Ok((tv, ev)),
(Some(tv), None) => {
// Only then: emit void for else
let void_val = ops.emit_void();
Ok((tv, void_val))
}
(None, Some(ev)) => {
// Only else: emit void for then
let void_val = ops.emit_void();
Ok((void_val, ev))
}
(None, None) => {
// Neither: use void for both (fallback)
let void_val = ops.emit_void();
Ok((void_val, void_val))
}
}
}
/// Loop PHI生成（Phase 3で実装）
///
/// # Phase 3-A 実装状況
///
/// **設計上の課題**:
/// - PhiBuilderOps (7メソッド) vs LoopFormOps (12メソッド) の違い
/// - If PHI生成とLoop PHI生成で必要な操作が大きく異なる
/// - ExitPhiBuilder/HeaderPhiBuilderはLoopFormOpsを要求
///
/// **Pragmatic Solution (Phase 3-A):**
/// - このメソッドは未使用（generate_phis経由の統一呼び出しは実装せず）
/// - 代わりに、loop_builder.rsから直接ExitPhiBuilder/HeaderPhiBuilderを使用
/// - Phase 4で統一インターフェース設計を見直し予定
///
/// # アーキテクチャ（Phase 4目標）
///
/// ```text
/// Loop PHI生成
/// ├─ Header PHI: HeaderPhiBuilder使用
/// │ ├─ Pinned変数のPHI
/// │ └─ Carrier変数のPHI
/// ├─ Exit PHI: ExitPhiBuilder使用
/// │ ├─ BodyLocalPhiBuilder（要否判定）
/// │ ├─ LoopVarClassBox（変数分類）
/// │ └─ LocalScopeInspectorBox（定義追跡）
/// └─ Seal: PhiInputCollector使用
/// ```
fn generate_loop_phis<O: PhiBuilderOps>(
&mut self,
_ops: &mut O,
_loop_shape: &LoopShape,
_pre_snapshot: &BTreeMap<String, ValueId>,
_post_snapshots: &[BTreeMap<String, ValueId>],
) -> Result<(), String> {
// Phase 3-A: PhiBuilderOps vs LoopFormOps の設計上の制約により未実装
// loop_builder.rsから直接ExitPhiBuilder/HeaderPhiBuilderを使用
// Phase 4で統一インターフェース設計を再検討予定
Err("Loop PHI generation requires LoopFormOps, not PhiBuilderOps. Use ExitPhiBuilder/HeaderPhiBuilder directly.".to_string())
}
}
/// PhiBuilderOps - PHI生成操作の抽象化インターフェース
///
/// # 箱理論: 境界を作る
///
/// - MIR操作とPHI生成ロジックを分離
/// - テスタビリティ向上（モック可能）
/// - 実装の詳細を隠蔽
pub trait PhiBuilderOps {
/// 新しいValueIdを生成
fn new_value(&mut self) -> ValueId;
/// PHI命令を発行
///
/// # Arguments
///
/// - `block`: PHIを配置するブロック
/// - `dst`: PHI結果の格納先ValueId
/// - `inputs`: 各先行ブロックからの入力 `[(pred_bb, value)]`
fn emit_phi(
&mut self,
block: BasicBlockId,
dst: ValueId,
inputs: Vec<(BasicBlockId, ValueId)>,
) -> Result<(), String>;
/// 変数バインディングを更新
///
/// # Arguments
///
/// - `name`: 変数名
/// - `value`: 新しい値
fn update_var(&mut self, name: String, value: ValueId);
/// ブロックの先行ブロックを取得
///
/// # Arguments
///
/// - `block`: 対象ブロック
///
/// # Returns
///
/// 先行ブロックのリスト（決定的順序：ソート済み）
fn get_block_predecessors(&self, block: BasicBlockId) -> Vec<BasicBlockId>;
/// void定数を発行（Conservative戦略用）
///
/// # Returns
///
/// void定数のValueId
fn emit_void(&mut self) -> ValueId;
// Phase 3-A: Loop PHI生成用メソッド追加
/// 現在のブロックを設定（Loop PHI生成時に使用）
///
/// # Arguments
///
/// - `block`: 設定するブロックID
fn set_current_block(&mut self, block: BasicBlockId) -> Result<(), String>;
/// ブロックが存在するか確認（Phantom block判定用）
///
/// # Arguments
///
/// - `block`: 確認するブロックID
///
/// # Returns
///
/// true: ブロックが存在, false: 存在しない（Phantom）
fn block_exists(&self, block: BasicBlockId) -> bool;
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
/// モックPhiBuilderOps（テスト用）
struct MockOps {
value_counter: u32,
}
impl MockOps {
fn new() -> Self {
Self { value_counter: 0 }
}
}
impl PhiBuilderOps for MockOps {
fn new_value(&mut self) -> ValueId {
let v = ValueId::new(self.value_counter);
self.value_counter += 1;
v
}
fn emit_phi(
&mut self,
_block: BasicBlockId,
_dst: ValueId,
_inputs: Vec<(BasicBlockId, ValueId)>,
) -> Result<(), String> {
Ok(())
}
fn update_var(&mut self, _name: String, _value: ValueId) {}
fn get_block_predecessors(&self, _block: BasicBlockId) -> Vec<BasicBlockId> {
vec![]
}
fn emit_void(&mut self) -> ValueId {
ValueId::new(999)
}
fn set_current_block(&mut self, _block: BasicBlockId) -> Result<(), String> {
Ok(())
}
fn block_exists(&self, _block: BasicBlockId) -> bool {
true
}
}
#[test]
fn test_phi_builder_box_creation() {
let builder = PhiBuilderBox::new();
assert!(builder.if_context.is_none());
assert!(builder.loop_context.is_none());
}
#[test]
fn test_mock_ops_value_generation() {
let mut ops = MockOps::new();
let v1 = ops.new_value();
let v2 = ops.new_value();
assert_eq!(v1, ValueId::new(0));
assert_eq!(v2, ValueId::new(1));
}
// Phase 2/3でテスト追加予定
// - test_generate_if_phis()
// - test_generate_loop_phis()
}