hakorune/docs/development/roadmap/phases/phase-25.1k

Phase 25.1k — LoopSSA v2 実装 & Stage‑B SSA 安定化（.hako 本体版）

Status: in progress（.hako 側 LoopSSA v2 本体実装／Rust 側は既存 SSA/PHI を SSOT として維持）

ゴール

• 25.1j までに固めた LoopSSA/BreakFinderBox/PhiInjectorBox の責務・設計をベースに、
  .hako 側 LoopSSA v2 の 実装本体 に踏み込むフェーズだよ。
• 具体的には:
  • Stage‑B minimal harness（tools/test_stageb_min.sh）の Test 2/3 で出ている:
    • Test 2: .hako Stage‑B コンパイラ（compiler_stageb.hako）が stageb_min_sample.hako をコンパイルする
      「.hako パーサ＋Stage‑B コンパイラ経路（FuncScanner / LoopSSA / BreakFinderBox / PhiInjectorBox）」 での Rust VM エラー
      （BreakFinderBox.find_breaks/2 → _find_loops/2 の receiver 未定義 use of undefined value ValueId(..)）
    • Test 3: 同テストファイルを Rust MIR ビルダーで実行したときの %0 由来 SSA エラー（NYASH_VM_VERIFY_MIR=1 時） を LoopSSA v2 の改善によって減らす/消す ことを狙う（Rust 側 LoopForm v2 / Conservative PHI Box は既に緑で SSOT 済み）。
  • 文字列ハードコードベースの _collect_phi_vars / synthetic "r{block}_{var}" を、
    Carrier/Pinned ベースの設計に一歩近づける（完全置き換えまでは行かなくても OK）。
  • Rust 側 LoopForm v2 / Conservative PHI Box は SSOT として維持し、.hako 側 LoopSSA v2 は dev トグルで常時検証しつつ徐々に寄せていく。

前提（25.1j までで揃っているもの）

• Rust 側:
  • LoopForm v2 + Conservative PHI Box + ControlForm が統合済みで、If/Loop の SSA/PHI は緑。
  • Stage‑B 風ループ（Rust テスト）も LoopForm v2 / Conservative PHI で安定している。
• .hako 側:
  • LoopSSA パス:
    • LoopSSA.stabilize_merges(stage1_json) が BreakFinderBox.find_breaks(json, trace_flag) →
      PhiInjectorBox.inject_exit_phis(json, breaks, trace_flag) の 2 段構成で動作。
    • trace/ENV 解釈は LoopSSA に一元化され、下流には 0/1 の trace_flag だけ渡す構造に整理済み。
  • BreakFinderBox:
    • _find_loops(json_str, trace) が "loop_header": / "loop_exit": から loop を検出。
    • loop_info に {"header", "exit", "body", "control"} を格納し、control に ControlFormBox を添付。
  • PhiInjectorBox:
    • 現状は common_vars = ["i","n","item","j","count","val"] に対する簡易版 _collect_phi_vars。
    • value_id は "r{block_id}_{var_name}" 形式の synthetic 値（観測用のダミー）を返している。
  • ドキュメント:
    • 25.1j の README で LoopSSA/BreakFinderBox/PhiInjectorBox の責務境界と Carrier/Pinned/Invariants 概念を明文化済み。

方針（25.1k: LoopSSA v2 の「中身」を少し前に進める）

K‑A: Stage‑B Test2 の ValueId(50) 問題の最小再現と LoopSSA 切り分け

• 目的:
  • BreakFinderBox._find_loops/2 で発生している use of undefined value ValueId(50)（現在は 46→39 と推移中）を、
    「LoopSSA / BreakFinderBox が生成した JSON / MIR の問題なのか」「それ以前の Stage‑B パイプラインの問題なのか」切り分ける。
• ステップ:
  1. tools/test_stageb_min.sh Test2 の Program(JSON v0) 出力を一時ファイルに保存（Stage‑B → Program(JSON v0) 直後）。
  2. その JSON に対して:
     • Rust 側 MirBuilder / LoopForm v2 / Conservative PHI を使って NYASH_VM_VERIFY_MIR=1 を通し、Rust 側 SSA/PHI の健全性を確認する。
     • .hako 側 LoopSSA を単独で呼び出す（LoopSSA.stabilize_merges(json)）最小ハーネスを用意し、BreakFinderBox / PhiInjectorBox の前後で JSON を比較。
  3. どの時点で BreakFinderBox._find_loops/2 の receiver が「定義のない pinned ValueId（例: 39/46/50）」になるかを特定し、
     LoopSSA v2 の変更前後で挙動が悪化していないかを確認する。

K‑B: BreakFinderBox の LoopScope 精度の向上（保守的に）

• 目的:
  • _find_loop_body の「header_id < id < exit_id」ヒューリスティックが過剰/過少に body を拾っていないかを確認・改善する。
• ステップ:
  • ControlFormBox を活用して LoopScope の妥当性をチェック:
    • header/exit/body に対して Rust 側 LoopForm v2 の期待と比較しやすい形でログを出す（block id 範囲など）。
  • 必要であれば:
    • body 集合を「exit から逆到達できる block」など、より保守的な条件に修正（文字列ベースの範囲内で）。
  • ゴール:
    • LoopSSA が「本来そのループに属さない block」を body に含めないようにする（ValueId(50) のような飛び火を防ぐ）。

K‑B2: BreakFinderBox._find_loops/2 ループ構造の整理（region box 化の一歩）

• 背景:
  • BreakFinderBox._find_loops/2 のループ内で header_pos / header_id / exit_pos / exit_id を扱う際、 header_id == null や exit_pos 異常系で continue を多用していたため、 LoopForm v2 / LoopSSA 側から見ると「ループ本体が細かい early-continue に分割された」形になっていた。
  • Stage‑B Test2 では、この経路で header_pos や i まわりの ValueId が観測しづらくなり、 SSA バグ調査の足場としても扱いづらかった。
• 対応:
  • lang/src/compiler/builder/ssa/exit_phi/break_finder.hako::_find_loops をリファクタし、 next_i ローカルを導入して「1 イテレーション中のすべての分岐が最後に i = next_i に合流する」形に整理した。
    • header_id == null / exit_pos < 0 / 範囲外 / exit_id == null の各ケースは、 next_i の更新だけで表現し、continue を使わない構造に変更。
    • 正常系（header_id / exit_pos / exit_id が全て有効）の場合のみ、 body_blocks / ControlFormBox / loop_info の構築と loops.push(loop_info) を行い、 そのうえで next_i = exit_pos + 12 を設定。
  • これにより:
    • LoopForm v2 から見ると「ループ本体が単一の region（next_i による合流）」として観測できるようになり、 break/continue 経路の SSA 構造が単純化された。
    • ループの意味論自体は従来どおり（ヘッダ/出口検出ロジックや body_blocks の定義は不変）で、 既存の JSON v0 / LoopSSA の挙動には影響しない。

K‑C: PhiInjectorBox の v2 への一歩（Carrier/Pinned の入口だけ作る）

• 目的:
  • _collect_phi_vars の完全置き換えまでは行かずに、今後の移行先となる v2 API の入口を整える。
• ステップ:
  • PhiInjectorBox に新しい内部ヘルパーを追加（例: _collect_phi_vars_v2(json_str, break_list, loop_info)）:
    • まだ中身は stub でもよいが、「Carrier/Pinned/Invariants」の 3 区分を引数/戻り値で表現できる形にする。
    • 25.1k では v1 実装（_collect_phi_vars）を実際に置き換えず、trace=1 の時だけ v2 の診断ログを出すくらいに留める。
  • loop_info.get("control") の ControlFormBox から header/exit/body を読み取り、
    どの変数が本来の Carrier に相当しそうかをログに出す（まだ PHI には使わない）。

K‑D: Stage‑B Test3 (%0) の「悪化していない」ことの確認

• 目的:
  • LoopSSA v2 の変更が、Stage‑B Test3 の %0 SSA 問題を悪化させていないことを確認する。
• ステップ:
  • NYASH_VM_VERIFY_MIR=1 で Test3 を流したときのエラー位置（関数名/ブロック/命令）を記録。
  • 25.1k の差分適用前後で比較し、LoopSSA 関連の変更による新規エラーが出ていないことを確認。
  • 必要なら、Test3 から LoopSSA を一時オフ（HAKO_LOOPSSA_EXIT_PHI=0）にした場合のログも取っておき、
    「LoopSSA が原因の部分」と「それ以外」を明確に切り分ける。

K‑E: デバッグ用ハーネス・プリセットの整備

• 目的:
  • LoopSSA/BreakFinderBox/PhiInjectorBox 周辺をデバッグしやすくするための「共通の足場」を用意し、
    25.1k 以降の作業で毎回同じ ENV/コマンドを手で組み立てなくて済むようにする。
• 実装メモ:
  • tools/stageb_loopssa_debug.sh:
    • Stage‑B 最小ハーネス tools/test_stageb_min.sh を、LoopSSA v2 デバッグ向けの ENV プリセット （HAKO_LOOPSSA_EXIT_PHI=1, HAKO_COMPILER_BUILDER_TRACE=1, NYASH_VM_TRACE=1, NYASH_LOCAL_SSA_TRACE=1, NYASH_BUILDER_TRACE_RECV=1 など）付きで実行する小さなラッパ。
  • lang/src/compiler/tests/loopssa_breakfinder_slot.hako + tools/test_loopssa_breakfinder_slot.sh:
    • Program(JSON v0) を直接文字列として持つ LoopSSA ハーネス（現在は最小緑 JSON、将来は Stage‑B Test2 から抽出した失敗 JSON を貼り付ける「スロット」として運用）。
    • HAKO_LOOPSSA_EXIT_PHI=1 で LoopSSA v2 / BreakFinderBox / PhiInjectorBox の経路だけを通し、ValueId(..) 問題を Stage‑B 抜きで再現できるようにする。

このフェーズで「しない」こと

• PhiInjectorBox の _collect_phi_vars / _get_var_value を 完全刷新すること:
  • これは 25.1k の次、25.1l 以降の「本格 v2 実装」のタスクとして分ける。
• Rust 側 LoopForm v2 / Conservative PHI の設計を変えること:
  • Rust 側はあくまで SSOT であり、.hako 側はそれに追従する形で徐々に近づける。