# Phase 33-13: trim Pattern Observation ## 33-13-1: 代表ケースの再観測結果 ### テストケース ```hako // local_tests/test_trim_simple_pattern.hako method trim_string_simple(s) { if s == null { return "" } local start = 0 local end = s.length() // Loop 1: Trim leading spaces (Pattern2: loop with break) loop(start < end) { local ch = s.substring(start, start + 1) if ch == " " { start = start + 1 } else { break } } // Loop 2: Trim trailing spaces (Pattern2: loop with break) loop(end > start) { local ch = s.substring(end - 1, end) if ch == " " { end = end - 1 } else { break } } return s.substring(start, end) } ``` ### 観測結果 #### ルーティング - ✅ `Main.trim_string_simple/1` がホワイトリストに追加済み - ✅ Pattern2_WithBreak として正しく検出 #### Loop 1 (start キャリア) ``` [trace:varmap] pattern2_start: ... end→r22, ... start→r19 [cf_loop/pattern2] Phase 171-fix: ConditionEnv contains 2 variables: Loop param 'start' → JoinIR ValueId(0) 1 condition-only bindings: 'end': HOST ValueId(22) → JoinIR ValueId(1) [joinir/pattern2] Phase 172-3: ExitMeta { start → ValueId(9) } ``` - キャリア: `start` - ExitMeta: `start → ValueId(9)` - 条件バインディング: `end` (read-only) #### Loop 2 (end キャリア) ``` [trace:varmap] pattern2_start: ... end→r22, ... start→r32 [cf_loop/pattern2] Phase 171-fix: ConditionEnv contains 2 variables: Loop param 'end' → JoinIR ValueId(0) 1 condition-only bindings: 'start': HOST ValueId(32) → JoinIR ValueId(1) [joinir/pattern2] Phase 172-3: ExitMeta { end → ValueId(9) } ``` - キャリア: `end` - ExitMeta: `end → ValueId(9)` - 条件バインディング: `start` (should use Loop 1's exit value!) ### 問題発見 **SSA-undef エラー**: ``` [ssa-undef-debug] fn=Main.trim_string_simple/1 bb=BasicBlockId(16) used=ValueId(32) inst=Copy { dst: ValueId(37), src: ValueId(32) } ``` **エラーメッセージ**: ``` [ERROR] ❌ [rust-vm] VM error: Invalid value: use of undefined value ValueId(32) (fn=Main.trim_string_simple/1, last_block=Some(BasicBlockId(16)), last_inst=Some(Copy { dst: ValueId(37), src: ValueId(32) })) ``` ### 根本原因分析 **問題**: 連続ループの SSA 接続 1. **ループ1終了**: `start` の exit value が variable_map に更新される 2. **ループ2開始**: `start` を condition_binding として読む - **BUG**: `HOST ValueId(32)` を参照（ループ1の古い start） - **期待**: `variable_map["start"]` の更新後の値を参照すべき ### 仮説 **ExitLineReconnector** が `variable_map` を更新しているはずだが、 Pattern2 lowerer が `condition_bindings` を作成する時点で、 その更新後の値を参照していない。 ```rust // Pattern2 lowerer の問題箇所 let host_id = self.variable_map.get(var_name) .copied() .ok_or_else(|| ...)?; ``` この `variable_map.get()` 呼び出し時点で、 前のループの ExitLineReconnector がまだ実行されていない可能性がある。 ### 解決方向性 **Option A**: ExitLineReconnector の即時実行保証 - merge_joinir_mir_blocks() 完了後すぐに variable_map が更新されていることを保証 **Option B**: condition_bindings の遅延解決 - condition_bindings を作成する時点ではなく、 JoinIR merge 時に variable_map から最新値を取得 **Option C**: PHI 接続の修正 - ループ2 の PHI 入力が ループ1 の exit block から正しく接続されていることを確認 ### 次のステップ (33-13-2) 1. ExitLineReconnector の呼び出しタイミングを確認 2. variable_map の更新フローを追跡 3. 連続ループの SSA 接続を設計 --- ## 33-13-2: LoopExitContract 設計 ### 現在の ExitMeta 構造 ```rust pub struct ExitMeta { pub exit_values: BTreeMap, } ``` ### trim の理想的な ExitMeta **ループ1**: ``` ExitMeta { exit_values: { "start": ValueId(X) // ループ出口での start の値 } } ``` **ループ2**: ``` ExitMeta { exit_values: { "end": ValueId(Y) // ループ出口での end の値 } } ``` ### 問題: 連続ループの variable_map 更新 ``` 初期状態: variable_map["start"] = r19 variable_map["end"] = r22 ループ1 JoinIR merge 後: variable_map["start"] = r35 (remapped exit value) variable_map["end"] = r22 (unchanged) ループ2 condition_bindings 構築: start: HOST r??? → JoinIR ValueId(1) // r35 or r32? ループ2 JoinIR merge 後: variable_map["end"] = r48 (remapped exit value) ``` ### 契約 (Contract) **ExitLineReconnector の契約**: 1. merge_joinir_mir_blocks() 完了時点で variable_map が更新されている 2. 後続のコードは variable_map["carrier"] で最新の出口値を取得できる **Pattern2 lowerer の契約**: 1. condition_bindings は variable_map の **現在の値** を使用する 2. ループ開始時点での variable_map が正しく更新されていることを前提とする ### 検証ポイント 1. `merge_joinir_mir_blocks()` の最後で ExitLineOrchestrator が呼ばれているか? 2. ExitLineReconnector が variable_map を正しく更新しているか? 3. Pattern2 lowerer が condition_bindings を構築するタイミングは正しいか? --- ## 🎯 33-13-2: 根本原因特定！ ### 問題のフロー ``` 1. ExitMetaCollector: exit_bindings 作成 - start → JoinIR ValueId(9) 2. merge_joinir_mir_blocks: - JoinIR ValueId(9) → HOST ValueId(32) (remap) 3. exit_phi_builder: PHI 作成 - phi_dst = builder.value_gen.next() → ValueId(0) ← NEW VALUE! - PHI { dst: ValueId(0), inputs: [..., ValueId(32)] } 4. ExitLineReconnector: variable_map 更新 - variable_map["start"] = remapper.get_value(JoinIR ValueId(9)) = ValueId(32) 5. 問題！ - variable_map["start"] = ValueId(32) - BUT PHI が定義しているのは ValueId(0) - → ValueId(32) は未定義！ ``` ### 根本原因 **exit_phi_builder と ExitLineReconnector の不整合**: - `exit_phi_builder` は新しい `phi_dst` を割り当て - `ExitLineReconnector` は `remapped_exit` を variable_map に設定 - **PHI が定義している ValueId と variable_map が指す ValueId が異なる** ### 設計上の制限 **単一 PHI 問題**: - 現在の `exit_phi_builder` は **1つの PHI** しか作らない - しかし trim は **2つのキャリア**（start, end）を持つ - 複数キャリアには **複数の exit PHI** が必要 ### 解決方向性 **Option A**: ExitLineReconnector を exit_phi_result を使うように変更 - シンプルだが、複数キャリアには対応できない **Option B**: exit_phi_builder を複数キャリア対応に拡張 - 各 exit_binding ごとに PHI を作成 - ExitLineReconnector はその PHI の dst を variable_map に設定 **Option C**: exit_bindings から直接 PHI を作成する新 Box - ExitLinePHIBuilder Box を新設 - 責任分離: PHI 作成と variable_map 更新を統合 **推奨**: Option B + C のハイブリッド - exit_phi_builder を拡張して exit_bindings を受け取る - 各キャリアごとに PHI を作成し、その dst を返す - ExitLineReconnector はその結果を variable_map に設定 --- ## 次のステップ ### Phase 33-13-3: exit_phi_builder の複数キャリア対応 1. exit_bindings を exit_phi_builder に渡す 2. 各キャリアごとに PHI を作成 3. 各 PHI の dst を carrier → phi_dst マップとして返す 4. ExitLineReconnector がそのマップを使って variable_map を更新 ### Phase 33-13-4: 統合テスト 1. 単一キャリア（Pattern 2 simple）が動作確認 2. 複数キャリア（trim）が動作確認 --- ## Phase 33-13-2: 「式結果 PHI」と「キャリア PHI」の責務分離設計 ### アーキテクチャ分析 現在のフロー: ``` 1. instruction_rewriter: Return の戻り値を exit_phi_inputs に収集 - exit_phi_inputs.push((new_block_id, remapped_val)) - これは「式としての戻り値」（例: loop_min_while() の結果） 2. exit_phi_builder: exit_phi_inputs から式結果 PHI を1つ作成 - PHI { dst: NEW_ID, inputs: exit_phi_inputs } - 「式としての戻り値」用 3. ExitLineReconnector: exit_bindings の remapped_exit を variable_map に設定 - variable_map[carrier] = remapper.get_value(join_exit_value) - これは「キャリア更新」用 ``` ### 根本問題の再確認 **問題**: ExitLineReconnector が設定する `remapped_exit` は、 **exit_block に到達する前のブロック**で定義されている。 しかし SSA では、exit_block 以降から参照するには、 **exit_block 内で PHI で合流させる必要がある**！ ``` # 問題のあるコード # 正しいコード k_exit: k_exit: // 何もない %start_final = phi [(%bb_A, %32), (%bb_B, %35)] // exit_block 以降で %32 参照 // exit_block 以降で %start_final 参照 // → %32 は未定義！ // → OK！ ``` ### 責務分離設計 #### 式結果 PHI (exit_phi_builder 担当) **用途**: ループが「値を返す式」として使われる場合 ```hako local result = loop_min_while(...) // ← 式として使用 ``` **実装**: - `instruction_rewriter` が Return の戻り値を収集 - `exit_phi_builder` がそれらを合流させる PHI を生成 - 返り値: `Option` (PHI の dst、または None) #### キャリア PHI (新設: ExitCarrierPHIBuilder 担当) **用途**: ループが「状態を更新するだけ」の場合 ```hako // trim パターン: start, end を更新 loop(start < end) { ... } // start キャリア loop(end > start) { ... } // end キャリア ``` **実装案**: 1. `exit_bindings` から各キャリアの exit value を取得 2. 各キャリアごとに **PHI を生成** 3. PHI の dst を返す `BTreeMap` 4. ExitLineReconnector がその phi_dst を variable_map に設定 ### 修正計画 #### Phase 33-13-3: exit_phi_builder をキャリア PHI 対応に拡張 **変更前**: ```rust pub fn build_exit_phi( builder: &mut MirBuilder, exit_block_id: BasicBlockId, exit_phi_inputs: &[(BasicBlockId, ValueId)], // 式結果のみ debug: bool, ) -> Result, String> ``` **変更後**: ```rust pub struct ExitPhiResult { pub expr_result: Option, // 式結果 PHI (従来) pub carrier_phis: BTreeMap, // キャリア PHI (新設) } pub fn build_exit_phi( builder: &mut MirBuilder, exit_block_id: BasicBlockId, exit_phi_inputs: &[(BasicBlockId, ValueId)], carrier_inputs: &BTreeMap>, // NEW debug: bool, ) -> Result ``` #### Phase 33-13-4: ExitLineReconnector を phi_dst を使うように修正 **変更前** (reconnector.rs 99-107行): ```rust if let Some(remapped_value) = remapper.get_value(binding.join_exit_value) { if let Some(var_vid) = builder.variable_map.get_mut(&binding.carrier_name) { *var_vid = remapped_value; // ← remapped_exit を直接使用 } } ``` **変更後**: ```rust if let Some(phi_dst) = carrier_phis.get(&binding.carrier_name) { if let Some(var_vid) = builder.variable_map.get_mut(&binding.carrier_name) { *var_vid = *phi_dst; // ← PHI の dst を使用 } } ``` ### 設計上の決定事項 1. **式結果 PHI は exit_phi_builder が担当** (変更なし) 2. **キャリア PHI は exit_phi_builder が追加で担当** (拡張) 3. **ExitLineReconnector は PHI の dst を variable_map に設定** (修正) 4. **exit_bindings は SSOT として維持** (変更なし) --- ## Date: 2025-12-07 ## Status: In Progress - Design Phase Complete!