# Normalized Expression Lowering (ExprLowererBox) Status: SSOT Scope: Normalized shadow での expression lowering（pure のみ）を、パターン総当たりではなく AST walker で一般化する。 Related: - `docs/development/current/main/30-Backlog.md` - `docs/development/current/main/phases/phase-138/README.md` - `docs/development/current/main/phases/phase-140/README.md` - `docs/development/current/main/phases/phase-141/README.md` - `src/mir/control_tree/normalized_shadow/common/return_value_lowerer_box.rs` - `src/mir/control_tree/normalized_shadow/common/expr_lowerer_box.rs` - `src/mir/control_tree/normalized_shadow/common/expr_lowering_contract.rs` - `src/mir/builder/control_flow/normalization/README.md` --- ## 目的（なぜ必要か） Phase 131–138 で loop(true) 系の Normalized shadow を段階的に拡張したが、return/式の表現力を「形ごとのパターン追加」で増やし続けると、パターン爆発で持続不可能になる。 ここでの収束方針は次の通り: - **制御フローの骨格（loop/if/post_k/continuation）は正規化（段階投入）で固める** - **式（return value を含む）は一般化（AST walker）で受ける** ## 非目標 - Call/MethodCall の一般化（effects + typing を含む）を Phase 140 でやらない → Phase 141+ に分離して段階投入する。 - PHI 生成を Normalized 側に戻すこと（PHI-free 維持。必要なら後段に押し出す） ## SSOT: NormalizedExprLowererBox ### 役割 `NormalizedExprLowererBox` は、pure expression を JoinIR（Normalized dialect）へ lowering する SSOT になる。 - 入力: AST（`AstNodeHandle` / `ASTNode`）+ env（`BTreeMap`）+ 出力先 `Vec` + `next_value_id` - 出力: `Result, String>` - `Ok(Some(vid))`: lowering 成功（`vid` が式の値） - `Ok(None)`: out-of-scope（既存経路へフォールバック、既定挙動不変） - `Err(...)`: 内部不整合のみ（strict では fail-fast） ### Pure Expression の定義（Phase 140 の範囲） 副作用がなく、Control-flow を内包しない式のみ。 - `Variable` - `Literal`（Integer/Bool を主対象。String/Float は必要になったら追加） - `UnaryOp`（`not`, `-`） - `BinaryOp`（`+ - * /`） - `Compare`（`== < <= > >=` 等の比較系） Call/MethodCall は対象外（Phase 141+）。 ## ReturnValueLowererBox の縮退方針 Phase 138 時点では `ReturnValueLowererBox` が return の形（var/int/add）を直接扱っている。 Phase 140 以降は、`ReturnValueLowererBox` を「return 構文（None/Some）を処理する薄い箱」に縮退し、実体は `NormalizedExprLowererBox` に委譲する方針とする。 実装 SSOT: - `src/mir/control_tree/normalized_shadow/common/expr_lowerer_box.rs` - `src/mir/control_tree/normalized_shadow/common/return_value_lowerer_box.rs` ## 収束ロードマップ - Phase 139: if-only `post_if_post_k.rs` の return を `ReturnValueLowererBox` へ統一（出口 SSOT 完成） - Phase 140: `NormalizedExprLowererBox` 初版（pure のみ）導入、return は ExprLowerer 経由へ寄せる - Phase 141 P0: impure 拡張点（contract）を SSOT 化（Call/MethodCall はまだ out-of-scope） - Phase 141 P1: “既知 intrinsic だけ” を許可して段階投入（それ以外は out-of-scope のまま） - Phase 141 P2+: Call/MethodCall を effects + typing で分離しつつ段階投入 ## パターン爆発の分解（実務） パターン爆発には “別種” が混ざるため、対策も分ける。 - **式（return 値 / 右辺）の爆発**: `return 7`, `return x+2`, `return x+y`, `return (x+2)+3` … - 対策: ExprLowerer（AST walker）の対応ノードを増やす 1 箇所に収束させる。 - **制御（loop/if/break/continue）の爆発**: `loop(true){break}` と `loop(true){if(...) break}` 等 - 対策: ControlTree/StepTree の語彙（If/Loop/Exit）を増やし、同じ lowering に通す。 - “新パターン” ではなく “語彙追加” にするのが収束の鍵。 ## 正規化単位（NormalizationPlan の粒度） 現状は `NormalizationPlanBox` が block suffix を単位として正規化（loop + post assigns + return など）を扱う。 将来の収束案として、正規化単位を **statement（loop 1 個）** に寄せ、post/return は通常の lowering に任せる選択肢がある。 - 利点: suffix パターン増殖の圧力が下がる - 注意: 既存の Phase 132–138 の成果（post_k/DirectValue/exit reconnect）と整合する形で段階移行すること - 既定方針: Phase 140（pure expr）で ExprLowerer を確立した後に再検討する（Phase 141+ の設計判断） ## 受け入れ基準（設計） - "形ごとの if 分岐追加" ではなく、AST walker の対応ノード追加が主たる拡張点になっている - out-of-scope は `Ok(None)` でフォールバックし、既定挙動不変を維持する - JoinIR merge は by-name 推測をせず、boundary/contract を SSOT として従う --- ## Available Inputs SSOT (Phase 141 P1.5) ### 問題（Problem） Suffix normalization couldn't access prefix-built local variables (e.g., `s = "abc"`). **Bug scenario**: ```hako s = "abc" // Prefix: builder.variable_map["s"] = ValueId(42) flag = 1 if flag == 1 { // Suffix normalization starts s = s } return s.length() // ERROR: 's' not in available_inputs! ``` **Root cause**: `AvailableInputsCollectorBox::collect(builder, None)` only collected function params and CapturedEnv, missing prefix-built local variables. ### 解決策（Solution） 3-source merge with priority order: 1. **Function params** (highest priority - from `scope_ctx.function_param_names`) 2. **Prefix variables** (medium priority - from `builder.variable_map`) 3. **CapturedEnv** (lowest priority - from closure captures) ### Contract ```rust AvailableInputsCollectorBox::collect( builder: &MirBuilder, captured_env: Option<&CapturedEnv>, prefix_variables: Option<&BTreeMap>, // NEW: Phase 141 P1.5 ) -> BTreeMap ``` ### Usage ```rust // At call site (e.g., stmts.rs) let prefix_variables = Some(&self.variable_ctx.variable_map); // Execute normalization NormalizationExecuteBox::execute( builder, &plan, remaining, func_name, debug, prefix_variables, // Pass through )?; // Inside execute_loop_only/execute_loop_with_post let available_inputs = AvailableInputsCollectorBox::collect( builder, None, prefix_variables, // Merge prefix variables ); ``` ### Edge Cases - **Variable shadowing**: Function params override prefix variables - **Empty prefix**: `prefix_variables = None` (e.g., suffix with no prefix execution) - **Mutation**: `variable_map` is cloned/borrowed, not moved ### SSOT Location - **Implementation**: `src/mir/control_tree/normalized_shadow/available_inputs_collector.rs` - **Call sites**: - `src/mir/builder/control_flow/normalization/execute_box.rs` (execute_loop_only, execute_loop_with_post) - `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/policies/normalized_shadow_suffix_router_box.rs` - `src/mir/builder/stmts.rs` (build_block suffix router call) --- ## Known Intrinsic SSOT (Phase 141 P1.5) ### 目的 “既知 intrinsic だけ” の段階投入を、by-name の直書き増殖ではなく SSOT registry に収束させる。 ### SSOT - Registry: `src/mir/control_tree/normalized_shadow/common/known_intrinsics.rs` - `KnownIntrinsicRegistryBox::{lookup,get_spec}` - Marker enum: `src/mir/control_tree/normalized_shadow/common/expr_lowering_contract.rs` - `KnownIntrinsic` は “識別子” のみ（metadata は registry に集約） ### Diagnostics - `OutOfScopeReason::IntrinsicNotWhitelisted` を追加し、`MethodCall` の out-of-scope 理由を精密化する。