# Current Task (2025-09-11) — Phase 15 LLVM‑only

Summary
- LLVM is the authoritative path; VM/Cranelift/Interpreter are not MIR14‑ready.
- Keep fallbacks minimal; fix MIR annotations first.
- ExternCall(console/debug) auto‑selects ptr/handle by IR type.
- StringBox NewBox i8* fast path; print/log choose automatically.
- Implement multi-function lowering and Call lowering for MIR14.

Update — 2025-09-12 (LLVM flow + BB naming)
- codegen/mod.rs match arms cleanup:
  - BinOp: unify to instructions::lower_binop(...)
  - BoxCall: delegate solely to instructions::lower_boxcall(...); removed unreachable legacy code
- BasicBlock naming made function‑scoped and unique: create_basic_blocks now prefixes with function label (e.g., Main_join_2_bb23)
- Terminator fallback: when a MIR block lacks a terminator, emit a conservative jump to the next block (or entry if last)
- Build: cargo build --features llvm passes
- AOT emit status: improved (bb name collision resolved), but verifier still flags a missing terminator in Main.esc_json/1 (e.g., Main_esc_json_1_bb88)
  - Likely cause: flow lowering edge case; MIR dump is correct, LLVM lowering missed a terminator
  - Plan below addresses this with hardened flow lowering and instrumentation

Hot Update — 2025-09-12 (quick)
- Flow: moved function verify to post‑lower; added terminator fallback only when MIR lacks one
- 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
- BoxCall: println→env.console.log フォールバック、同モジュール関数呼び出し/名前指定 invoke_by_name 経路を追加
- PHI: 文字列/Box等を含む場合は i8* を選択する型推定に改善
- 現在のブロッカー: esc_json/1 で「phi incoming value missing」
  - 対応: emit_jump/emit_branch の incoming 配線をログ付きで点検し、値未定義箇所（by‑name/fast‑path戻り）を補完

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
  - 値取得APIを一本化: `value_at_end_of_block(var, bb)` で vmap を再帰解決＋仮PHI生成
  - `seal(bb)` で pred 確定後に incomplete_phis を埋め、`fold_trivial_phi` で単純化
- 配線の方向を整理
  - emit_jump/emit_branch では直接 incoming を配線しない（to 側で必要時に解決）
  - fast/slow 両レーンは同じ Var に書く（合流で拾えるように）
- 型の前処理を一箇所へ
  - Bool は i1 固定（必要なら zext は PHI 外側）
  - ptr/int 混在禁止。必要箇所で ptrtoint/inttoptr を生成し、PHI では等型を保証
- 計測と検証
  - `seal(bb)` 時に incomplete_phis が残れば panic（場所特定）
  - `[PHI] add incoming var=.. pred=.. ty=..` をデバッグ出力
  - verify は関数降下完了後に 1 回
- フォールバックのゲート
  - by-name invoke は環境変数で明示ON（デフォルトOFF）にする方針に切替（ノイズ低減）

Refactor Policy
- 慌てず小さな箱（モジュール）を積む。必要なら随時リファクタリングOK。
- 代替案（必要時のみ）: llvmlite の薄層で最低限の命令面を実装し、dep_tree_min_string を先に通す。

Done (today)
- BoxCall legacy block removed in LLVM codegen; delegation only.
- BinOp concat safety: minimal fallback for i8*+i64/i64+i8* when both sides are annotated String/Box → from_i8_string + concat_hh; otherwise keep concat_ss/si/is.
- String fast‑path: length/len lowered to nyash.string.len_h (handle), with ptr→handle bridge when needed.
- Map core‑first: NewBox(MapBox) routes via nyash.env.box.new("MapBox") → NyRT特例でコアMapを生成。LLVM BoxCall(Map.size/get/set/has) は NyRT の nyash.map.* を呼ぶ。
- Plugin強制スイッチ: NYASH_LLVM_FORCE_PLUGIN_MAP=1 で MapBox のプラグイン経路を明示切替（デフォルトはコア）。
- Docs: ARCHITECTURE/LOWERING_LLVM/EXTERNCALL/PLUGIN_ABI を追加・整備。
- Smokes: plugin‑ret green, map smoke green（core‑first）。
- ExternCall micro‑split 完了: `externcall.rs` を `externcall/` ディレクトリ配下に分割し、
  `console.rs`（console/debug）と `env.rs`（future/local/box）に切り出し。
  ディスパッチは `externcall/mod.rs` に集約（挙動差分なし・0‑diff）。
 - String Fast‑Path 追加（LLVM/NYRT）: `substring(start,end)` と `lastIndexOf(needle)` を実装。
 - Compare: String/StringBox 注釈のときは内容比較（`nyash.string.eq_hh`）にブリッジ。
 - LLVM 多関数 Lower の骨格を実装: 全関数を事前宣言→順次Lower→`ny_main` ラッパで呼び出し正規化。
 - Call Lowering 追加（MIR14の `MirInstruction::Call`）: callee 文字列定数を解決し、対応するLLVM関数を呼び出し（引数束縛・戻り値格納）。

Refactor — LLVM codegen instructions modularized (done)
- Goal achieved: `instructions.rs` を段階分割し、責務ごとに再配置（0‑diff）。
- New layout under `src/backend/llvm/compiler/codegen/instructions/`:
  - Core: `blocks.rs`（BB生成/PHI事前作成）, `flow.rs`（Return/Jump/Branch）, `consts.rs`, `mem.rs`, `arith.rs`（Compare）
  - BoxCall front: `boxcall.rs`（ディスパッチ本体）
    - Strings/Arrays/Maps fast‑paths: `strings.rs`, `arrays.rs`, `maps.rs`
    - Fields: `boxcall/fields.rs`（getField/setField）
    - Tagged invoke: `boxcall/invoke.rs`（method_idありの固定長/可変長）
    - Marshal: `boxcall/marshal.rs`（ptr→i64, f64→box→i64, tag分類）
  - Arith ops: `arith_ops.rs`（Unary/Binary、文字列連結の特例含む）
  - Extern: `externcall.rs`（console/debug/env.local/env.box.*）
  - NewBox: `newbox.rs`（`codegen/mod.rs` から委譲に一本化）
- Wiring: `instructions/mod.rs` が `pub(super) use ...` で再エクスポート。可視性は `pub(in super::super)`/`pub(super)` を維持。
- Build: `cargo build --features llvm` グリーン、挙動差分なし。

Next (short, focused)
- Call Lowering の分離（完了）: `instructions/call.rs` に分割し、`mod.rs` から委譲。
- 多関数 Lower 検証: selfhost minimal（dep_tree_min_string）を LLVM で通す（必要なら型注釈の微調整）。
- Flow lowering hardening (in progress next):
  - Ensure every lowered block has a terminator; use builder.get_insert_block().get_terminator() guard before fallback
  - Instrument per‑block lowering (bid, has terminator?, emitted kind) to isolate misses
  - Keep fallback minimal and only when MIR.block.terminator is None and LLVM has no terminator
- MIR readable debug tools:
  - Add --dump-mir-readable to print Nyash‑like pseudo code per function/block
  - Optional DOT output (follow‑up)
- Debug hints in MIR (debug builds only):
  - Add #[cfg(debug_assertions)] fields like MirInstruction::debug_hint and MirMetadata::block_sources
  - Gate emission by env (NYASH_MIR_DEBUG=1)
- Map コア専用エントリ化（env.box.new 特例整理）と代表スモークの常時化（CI）
- types.rs の将来分割（任意）:
  - `types/convert.rs`（i64<->ptr, f64→box）, `types/classify.rs`, `types/map_types.rs`
- 機能拡張（任意・別タスク）:
  - String AOT fast‑paths拡充（substring/indexOf/replace/trim/toUpper/toLower）
  - MapBox 生成のNyRT専用エントリ化（env.box.new特例の解消）
  - Map.get の戻り型注釈の厳密化
  - 代表スモークの追加とCI常時チェック

Risks/Guards
- Avoid broad implicit conversions; keep concat fallback gated by annotations only.
- Ensure nyash.map.* との一致（core Map）; plugin経路は環境変数で明示切替。
- Keep LLVM smokes green continuously; do not gate on VM/JIT.

## 🎉 LLVMプラグイン戻り値表示問題修正進行中（2025-09-10）

### ✅ **完了した主要成果**：
1. **プラグイン実装** ✅ - `nyash.plugin.invoke_*`関数はnyrtライブラリに正常実装済み
2. **プラグイン呼び出し** ✅ - 環境変数なしでメソッド呼び出し成功
3. **戻り値型推論修正** ✅ - MIR builder にプラグインメソッド型推論追加
4. **by-id統一完了** ✅ - by-name方式削除、method_id方式に完全統一  
5. **環境変数削減達成** ✅ - `NYASH_LLVM_ALLOW_BY_NAME=1`削除完了
6. **シンプル実行実現** ✅ - `./target/release/nyash --backend llvm program.nyash`
7. **codex TLV修正マージ完了** ✅ - プラグイン戻り値TLVタグ2/6/7対応（2000行修正）
8. **console.log ハンドル対応** ✅ - 不正なi64→i8*変換を修正、ハンドル対応関数に変更
9. **型変換エラー解消** ✅ - bool(i1)→i64拡張処理追加でLLVM検証エラー修正

### 🔬 **現在の動作状況**（2025-09-11 最新）：
- **プラグイン実行** ✅ - CounterBox、FileBox正常実行（副作用OK）
- **型エラー解消** ✅ - LLVM関数検証エラー修正済み
- **コンパイル成功** ✅ - 環境変数なしでLLVMバックエンド動作
- **条件分岐動作** ✅ - `if f.exists("file")` → "TRUE"/"FALSE"表示OK
 - **LLVMコード生成の分割** ✅ - `codegen/` 下にモジュール化（types/instructions）
 - **BoxCall Lower 移譲** ✅ - 実行経路は `instructions::lower_boxcall` に一本化（旧実装は到達不能）
 - **スモーク整理** ✅ - `tools/llvm_smoke.sh` を環境変数整理。プラグイン戻り値スモーク追加

### 🔍 **根本原因判明**：
**Task先生の詳細技術調査により特定**：
- **不正なハンドル→ポインタ変換**: `build_int_to_ptr(iv, i8p, "arg_i2p")` でハンドル値（3）を直接メモリアドレス（0x3）として扱う不正変換
- **修正完了**: console.log を `nyash.console.log_handle(i64) -> i64` に変更、ハンドルレジストリ活用

### 🔍 **残存課題（新）**：

#### 1. **プラグイン戻り値表示問題** 🔶 **←現在調査中**
**症状（修正後も継続）**:
- `CounterBox.get()` → 数値戻り値がprint()で空白
- `FileBox.read(path)` → 文字列戻り値がprint()で空白  
- `FileBox.exists(path)` → if条件では動作、変数格納で失敗
- `local x = 42; print(x)` → 正常（問題はプラグイン戻り値のみ）

**残る問題の推定**:
- print()以外のExternCall処理にも同様の問題がある可能性
- MIR変数代入処理での型情報不整合
- プラグイン戻り値のハンドル→実値変換が不完全

#### 2. **LLVM BinOp 文字列連結まわり（新規スモークで再現）** 🔶
現象:
- 追加スモーク `ny-plugin-ret-llvm-smoke` で LLVM AOT オブジェクト生成中に `binop type mismatch` が発生
- ケース: `print("S=" + t)`（`t` は `StringBox.concat("CD")` の戻り値）

暫定分析:
- `+` 連結の BinOp Lower は (ptr+ptr / ptr+int / int+ptr) を NyRT シム経由で処理する設計
- `t` のLowerが i64 handleのままになっている/もしくは型注釈不足で ptr へ昇格できていない可能性
- `instructions::lower_boxcall` 内の `concat` 特例（f64 fast-path）は撤去済み。以降は tagged invoke → dst 型注釈に応じて i64→ptr へ変換する想定

対応方針:
1) MIR の `value_types` に BoxCall 戻り値（StringBox）の型注釈が入っているか確認（不足時は MIR 側で注入）
2) BinOp 連結経路は fallback として (ptr + 非ptr) / (非ptr + ptr) に対して handle想定の i64→ptr 昇格を再確認
3) 上記fixの後、スモーク `NYASH_LLVM_PLUGIN_RET_SMOKE=1` を通し、VM/LLVM 一致を確認

メモ:
- 現状でも BoxCall は新経路に完全委譲済み。旧実装は到達不能（削除準備OK）。

### 📊 **修正済みファイル**：
- **src/mir/builder.rs** - プラグインメソッド戻り値型推論追加
- **src/backend/llvm/compiler.rs** - by-name方式削除、method_id統一
- **src/backend/llvm/compiler/codegen/mod.rs** - 分割に伴う委譲（Const/Compare/Return/Jump/Branch/Extern/NewBox/Load/Store/BoxCall）
- **src/backend/llvm/compiler/codegen/types.rs** - 型変換/分類/型マップ（新）
- **src/backend/llvm/compiler/codegen/instructions.rs** - Lower群を実装（新）
- **tools/llvm_smoke.sh** - LLVM18 prefix整理・プラグイン戻り値スモーク追加
- **apps/tests/ny-plugin-ret-llvm-smoke/main.nyash** - プラグイン戻り値スモーク（新）
- **CLAUDE.md** - 環境変数セクション更新、コマンド簡素化
- **README.md / README.ja.md** - 環境変数説明削除
- **tools/llvm_smoke.sh** - テストスクリプト環境変数削除

### 🎯 **次期深堀り調査対象**：
1. **プラグインランタイム戻り値パス詳細調査** - `crates/nyrt/src/lib.rs`
2. **LLVM BoxCall戻り値処理詳細分析** - `src/backend/llvm/compiler/real.rs` 戻り値変換
3. **MIR変数代入メカニズム調査** - BoxCall→変数の代入処理  
4. **print()関数とプラグイン値の相性調査** - 型認識処理
5. **BinOp 連結の保険見直し** - 片方が i64 (handle) の場合に ptr に昇格する安全弾性
6. **BoxCall 旧実装の物理削除** - スモークグリーン後に `mod.rs` の死コードを除去

### ✅ **リファクタリング完了（2025-09-11）**：
**PR #136マージ済み** - LLVMコンパイラモジュール化：
- `compiler.rs` → 4モジュールに分割（mod.rs, real.rs, mock.rs, mock_impl.in.rs）
- プラグインシグネチャ読み込みを `plugin_sigs.rs` に移動
- BoxタイプID読み込みを `box_types.rs` に移動
- PR #134の型情報処理を完全保持

## 🎯 Restart Notes — Ny Syntax Alignment (2025‑09‑07)

### 目的
- Self‑Hosting 方針（Nyのみで工具を回す前段）に合わせて、Ny 構文とコーディング規約を明示化し、最小版ツールの完走性を優先。

### Ny 構文（実装時の基準）
- 1行1文／セミコロン非使用。
- break / continue を使わない（関数早期 return、番兵条件、if 包みで置換）。
- else は直前の閉じ波括弧と同一行（`} else {`}）。
- 文字列の `"` と `\` は確実にエスケープ。
- 反復は `loop(条件) { …; インクリメント }` を基本とし、必要に応じて「関数早期 return」型で早期脱出。

### 短期タスク（Syntax 合意前提で最小ゴール）
1) include のみ依存木（Nyのみ・配列/マップ未使用）を完走化
   - `apps/selfhost/tools/dep_tree_min_string.nyash`
   - FileBox/PathBox + 文字走査のみで JSON 構築（配列/マップに頼らない）
   - `make dep-tree` で `tmp/deps.json` を出力
2) using/module 対応は次段（構文・優先順位をユーザーと再すり合わせ後）
   - 優先: `module > 相対 > using-path`、曖昧=エラー、STRICT ゲート（要相談）
3) ブリッジ Stage 1 は保留
   - `NYASH_DEPS_JSON=<path>` 読み込み（ログ出力のみ）を最小パッチで用意（MIR/JIT/AOT は不変）