feat(mir): Phase 25.1f完了 - Conservative PHI + ControlForm観測レイヤー

🎉 Conservative PHI Box理論による完全SSA構築 **Phase 7-B: Conservative PHI実装** - 片方branchのみ定義変数に対応（emit_void使用） - 全変数にPHI生成（Conservative Box理論） - Stage-1 resolver全テスト緑化（3/3 PASS） **Phase 25.1f: ControlForm観測レイヤー** - LoopShape/IfShape/ControlForm構造定義 - Loop/If統一インターフェース実装 - debug_dump/debug_validate機能追加 - NYASH_CONTROL_FORM_TRACE環境変数対応 **主な変更**: - src/mir/builder/phi.rs: Conservative PHI実装 - src/mir/control_form.rs: ControlForm構造（NEW） - src/mir/loop_builder.rs: LoopForm v2デフォルト化 **テスト結果**: ✅ mir_stage1_using_resolver_min_fragment_verifies ✅ mir_stage1_using_resolver_full_collect_entries_verifies ✅ mir_parserbox_parse_program2_harness_parses_minimal_source 🤖 Generated with Claude Code Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com> Co-Authored-By: ChatGPT <chatgpt@openai.com>
2025-11-18 18:56:35 +09:00
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--- a/src/mir/control_form.rs
+++ b/src/mir/control_form.rs
@ -0,0 +1,222 @@
+/*!
+ * ControlForm – 共通制御構造ビュー（Loop / If の箱化レイヤ）
+ *
+ * 目的:
+ * - LoopForm v2（ループ）と If 降下を、1段上の「制御構造の形」として統一的に眺めるための薄いレイヤだよ。
+ * - Conservative PHI Box や将来の可視化/検証ロジックが、Loop 専用 / If 専用に分かれず、
+ *   ControlForm という SSOT から情報を取れるようにするのがねらいだよ。
+ *
+ * このモジュール自体は構造定義とデバッグ用のユーティリティのみを提供し、
+ * 既存の LoopBuilder / If 降下の挙動は変えないよ（Phase 25.1f では観測レイヤ専用）。
+ */
+
+use crate::mir::{BasicBlock, BasicBlockId, MirFunction};
+
+/// ループ構造の形だけを表す箱だよ。
+///
+/// - `preheader`  : ループ直前のブロック（キャリア/ピン変数のコピー元）
+/// - `header`     : ループヘッダ（条件判定と header PHI が置かれる）
+/// - `body`       : 代表的なループ本体ブロック（最初の body など）
+/// - `latch`      : ヘッダへ戻るバックエッジを張るブロック
+/// - `exit`       : ループを抜けた先のブロック
+/// - `continue_targets` : continue がジャンプするブロック群（通常は latch か header）
+/// - `break_targets`    : break がジャンプするブロック群（通常は exit）
+#[derive(Debug, Clone)]
+pub struct LoopShape {
+    pub preheader: BasicBlockId,
+    pub header: BasicBlockId,
+    pub body: BasicBlockId,
+    pub latch: BasicBlockId,
+    pub exit: BasicBlockId,
+    pub continue_targets: Vec<BasicBlockId>,
+    pub break_targets: Vec<BasicBlockId>,
+}
+
+/// if/else 構造の形だけを表す箱だよ。
+///
+/// - `cond_block` : 条件式を評価するブロック
+/// - `then_block` : then ブランチの先頭ブロック
+/// - `else_block` : else ブランチの先頭ブロック（無ければ None）
+/// - `merge_block`: then/else の合流ブロック
+#[derive(Debug, Clone)]
+pub struct IfShape {
+    pub cond_block: BasicBlockId,
+    pub then_block: BasicBlockId,
+    pub else_block: Option<BasicBlockId>,
+    pub merge_block: BasicBlockId,
+}
+
+/// 制御構造の種別だよ。
+#[derive(Debug, Clone)]
+pub enum ControlKind {
+    Loop(LoopShape),
+    If(IfShape),
+}
+
+/// ループ / if / 将来の switch などを、共通のビューとして扱う箱だよ。
+///
+/// - `entry` : 構造に入る入口ブロック
+/// - `exits` : 構造を抜けたあとのブロック群
+/// - `kind`  : Loop / If などの種別ごとの Shape
+#[derive(Debug, Clone)]
+pub struct ControlForm {
+    pub entry: BasicBlockId,
+    pub exits: Vec<BasicBlockId>,
+    pub kind: ControlKind,
+}
+
+impl ControlForm {
+    /// ループ用 Shape から ControlForm を生成するよ。
+    ///
+    /// ループの entry は preheader、exit は exit ブロック 1 つとみなす。
+    pub fn from_loop(shape: LoopShape) -> Self {
+        ControlForm {
+            entry: shape.preheader,
+            exits: vec![shape.exit],
+            kind: ControlKind::Loop(shape),
+        }
+    }
+
+    /// If 用 Shape から ControlForm を生成するよ。
+    ///
+    /// If の entry は cond_block、exit は merge_block 1 つとみなす。
+    pub fn from_if(shape: IfShape) -> Self {
+        ControlForm {
+            entry: shape.cond_block,
+            exits: vec![shape.merge_block],
+            kind: ControlKind::If(shape),
+        }
+    }
+
+    /// これはループかな？という軽い判定だよ。
+    pub fn is_loop(&self) -> bool {
+        matches!(self.kind, ControlKind::Loop(_))
+    }
+
+    /// これは if 構造かな？という軽い判定だよ。
+    pub fn is_if(&self) -> bool {
+        matches!(self.kind, ControlKind::If(_))
+    }
+
+    /// デバッグ用に構造をダンプするよ。
+    ///
+    /// 呼び出し側で `NYASH_CONTROL_FORM_TRACE=1` を見る想定なので、
+    /// ここでは単純に eprintln! するだけにしておく。
+    pub fn debug_dump(&self) {
+        match &self.kind {
+            ControlKind::Loop(shape) => {
+                eprintln!(
+                    "[ControlForm::Loop] entry={:?} preheader={:?} header={:?} body={:?} latch={:?} exit={:?} continue={:?} break={:?}",
+                    self.entry,
+                    shape.preheader,
+                    shape.header,
+                    shape.body,
+                    shape.latch,
+                    shape.exit,
+                    shape.continue_targets,
+                    shape.break_targets,
+                );
+            }
+            ControlKind::If(shape) => {
+                eprintln!(
+                    "[ControlForm::If] entry={:?} cond={:?} then={:?} else={:?} merge={:?} exits={:?}",
+                    self.entry,
+                    shape.cond_block,
+                    shape.then_block,
+                    shape.else_block,
+                    shape.merge_block,
+                    self.exits,
+                );
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/// ControlForm の invariant を軽く検査するための CFG 抽象だよ。
+///
+/// 実装は MirFunction などに持たせて、`debug_validate` から使う想定。
+pub trait CfgLike {
+    fn has_edge(&self, from: BasicBlockId, to: BasicBlockId) -> bool;
+    fn predecessors_len(&self, block: BasicBlockId) -> usize;
+}
+
+impl CfgLike for MirFunction {
+    fn has_edge(&self, from: BasicBlockId, to: BasicBlockId) -> bool {
+        self.blocks
+            .get(&from)
+            .map(|bb: &BasicBlock| bb.successors.contains(&to))
+            .unwrap_or(false)
+    }
+
+    fn predecessors_len(&self, block: BasicBlockId) -> usize {
+        self.blocks
+            .get(&block)
+            .map(|bb: &BasicBlock| bb.predecessors.len())
+            .unwrap_or(0)
+    }
+}
+
+/// ControlForm トレース用の環境フラグを判定するヘルパーだよ。
+///
+/// - 未設定         → 既定で ON
+/// - "0" / "false" → OFF
+/// - それ以外      → ON
+pub fn is_control_form_trace_on() -> bool {
+    std::env::var("NYASH_CONTROL_FORM_TRACE")
+        .map(|v| v != "0" && v.to_lowercase() != "false")
+        .unwrap_or(true)
+}
+
+impl LoopShape {
+    /// Debug ビルドでだけ呼ぶ用の簡易 invariant チェックだよ。
+    ///
+    /// - preheader → header にエッジがあること
+    /// - latch → header にバックエッジがあること
+    #[cfg(debug_assertions)]
+    pub fn debug_validate<C: CfgLike>(&self, cfg: &C) {
+        debug_assert!(
+            cfg.has_edge(self.preheader, self.header),
+            "LoopShape invalid: preheader -> header edge missing: {:?} -> {:?}",
+            self.preheader,
+            self.header
+        );
+        debug_assert!(
+            cfg.has_edge(self.latch, self.header),
+            "LoopShape invalid: latch -> header backedge missing: {:?} -> {:?}",
+            self.latch,
+            self.header
+        );
+    }
+}
+
+impl IfShape {
+    /// Debug ビルドでだけ呼ぶ用の簡易 invariant チェックだよ。
+    ///
+    /// - cond → then / else にエッジがあること
+    /// - merge については、predecessor 情報がまだ配線途中のケースもあるので
+    ///   ここでは「0 ならログだけ出す（panic しない）」ことにするよ。
+    #[cfg(debug_assertions)]
+    pub fn debug_validate<C: CfgLike>(&self, cfg: &C) {
+        debug_assert!(
+            cfg.has_edge(self.cond_block, self.then_block),
+            "IfShape invalid: cond -> then edge missing: {:?} -> {:?}",
+            self.cond_block,
+            self.then_block
+        );
+        if let Some(else_blk) = self.else_block {
+            debug_assert!(
+                cfg.has_edge(self.cond_block, else_blk),
+                "IfShape invalid: cond -> else edge missing: {:?} -> {:?}",
+                self.cond_block,
+                else_blk
+            );
+        }
+        let preds = cfg.predecessors_len(self.merge_block);
+        if preds == 0 && std::env::var("NYASH_CONTROL_FORM_TRACE").ok().as_deref() == Some("1") {
+            eprintln!(
+                "[ControlForm::IfShape] WARN: merge block {:?} has no predecessors yet",
+                self.merge_block
+            );
+        }
+    }
+}