hakorune/docs/development/current/main/phases/phase-269

Phase 269: Pattern8 への Frag 適用（P0=test-only → P1=実装）

Status: ✅ 完了（P1） Date: 2025-12-22

サブフェーズ状況

• P1（Pattern8 EdgeCFG lowering）: ✅（SSA の i PHI を含めて閉じた）
• P1.1（call_method return type）: ✅（署名SSOTで型注釈）
• P1.2（static box の this/me → static call 正規化）: ✅（runtime receiver を禁止して SSOT 化）

目的

Pattern8（BoolPredicateScan）を EdgeCFG Fragment（Frag + emit_frag）で実装し、pattern番号の列挙を “exit配線” に収束させる。

• P0: test-only stub + 最小 fixture/smoke で “入口” を固定（DONE）
• P1: 実装（MIR CFG層で Frag を組み、emit_frag で terminator を SSOT 化）（DONE）

実装範囲（重要：スコープ境界）

✅ 触る（P1 スコープ）

• src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern8_scan_bool_predicate.rs
• src/mir/builder/emission/loop_predicate_scan.rs（薄い入口：Frag 構築 + emit_frag）
• fixture/smoke（apps/tests/phase269_p0_pattern8_frag_min.hako, tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase269_p0_pattern8_frag_vm.sh）

❌ 触らない（P1 スコープ外）

• cf_loop（JoinIR-only hard-freeze）
• merge/EdgeCFG plumbing（Phase 260-268 の SSOT は維持）
• Pattern6/7/9（Phase 269 は Pattern8 に集中）

実装戦略（Phase 268 パターン踏襲）

アーキテクチャ図

pattern8_scan_bool_predicate.rs (Pattern8 層)
  ↓ P1: emission 入口に委譲
emission/loop_predicate_scan.rs::emit_bool_predicate_scan_edgecfg()
  ↓ 内部で使用（break/continue 無しなので手配線）
Frag（branches+wires）+ emit_frag()
  ↓ 最終的に呼び出し
set_branch_with_edge_args() / set_jump_with_edge_args() (Phase 260 SSOT)

P1 実装のポイント（重要）

1) Return を exits に置かない

• emit_frag() が emit するのは branches と wires のみ（exits は “上位に伝搬する未配線”）
• したがって early-exit の return false は wires に ExitKind::Return として入れる（target=None を許可）

2) return true は loop 後 AST に任せる

• Frag 経路は “loop の制御” と “early-exit” のみ担当し、関数全体の return は既存 AST lowering に任せる
• P1 の最小は「失敗で return false / それ以外は after に落ちる」

3) SSA: ループ変数 i の PHI が必須

• header の条件評価は毎周回評価されるが、SSA 的には i の “現在値” を header に合流させる必要がある
• 最小の形（header に挿入、先頭に置く）:
  • i_current = phi [i_init, preheader_bb], [i_next, step_bb]
  • header/body/step は i_current を参照
  • step で i_next = i_current + 1 を作り、backedge の入力にする

完了確認（P1）

• Pattern8 Frag lower が header に PHI を挿入し、i_current を Compare/substring/step の参照に使用する
• integration smoke:
  • tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase269_p0_pattern8_frag_vm.sh PASS
  • tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase259_p0_is_integer_vm.sh PASS（回帰なし）

P1.2（DONE）: static box の this/me を static call に正規化（runtime receiver 禁止）

目的（SSOT）

static box 内の this.method(...) / me.method(...) を runtime receiver（NewBox / 文字列 receiver）にしない。 compile-time に current_static_box.method/arity の canonical key を構築し、static call へ正規化する。

SSOT / 禁止（再掲）

• SSOT:
  • comp_ctx.current_static_box（box 名の唯一の出どころ）
  • BoxName.method/arity（canonical key: call_method 署名注釈と共用）
• 禁止:
  • emit_string("StringUtils") などの文字列レシーバによる by-name 的回避
  • static box の this/me を NewBox で runtime object 化（退行の原因）

実装（責務分離）

• src/mir/builder/calls/build.rs
  • MethodCall の共通入口で This/Me receiver を最優先で検出し、static call に正規化する
  • box 名は comp_ctx.current_static_box のみから取り出す（ハードコード禁止）
• src/mir/builder/stmts.rs
  • static/instance の文脈エラーを Fail-Fast で明確化（誤誘導のメッセージ整理）
• src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern8_scan_bool_predicate.rs
  • 現状の安全策: static box 文脈の loop は Pattern8 対象外にし、汎用 lowering（Pattern1 等）へ戻す
  • 目的: receiver 正規化を “1箇所” に収束させ、Pattern8 が runtime receiver を作る経路を封じる
  • 撤去条件: Pattern8 が「正規化後の MethodCall（static call key）」前提で安全に動くことを fixture/smoke で確認できたら、この除外を削除する

検証（fixture/smoke）

• apps/tests/phase269_p1_2_this_method_in_loop_min.hako
• tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase269_p1_2_this_method_in_loop_vm.sh
• 受け入れ条件:
  • MIR dump に const "StringUtils" が receiver として出ない
  • call_method StringUtils.is_digit/1（または同等の static call）になる

テスト手順（固定）

1. cargo build --release
2. cargo test -p nyash-rust --lib --release
3. HAKORUNE_BIN=./target/release/hakorune bash tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase259_p0_is_integer_vm.sh
4. HAKORUNE_BIN=./target/release/hakorune bash tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase269_p0_pattern8_frag_vm.sh
5. HAKORUNE_BIN=./target/release/hakorune bash tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase269_p1_2_this_method_in_loop_vm.sh
6. ./tools/smokes/v2/run.sh --profile quick（45/46 を維持）

P0（historical）

P0 の test-only 記録は履歴として残す（入口の固定に寄与）。

検出基準（Phase 259 P0 固定形式）

1. Loop condition: i < s.length()
2. Loop body has if statement:
   • Condition: not this.method(...) (UnaryOp::Not + MethodCall)
   • Then branch: return false (early exit)
3. Loop body has step: i = i + 1
4. Post-loop: return true

既存実装の処理フロー

// 1. Extract pattern parts
let parts = extract_bool_predicate_scan_parts(condition, body)?;

// 2. Get host ValueIds
let s_host = variable_map[haystack];
let i_host = variable_map[loop_var];
let me_host = build_me_expression()?;

// 3. Create JoinModule
let join_module = lower_scan_bool_predicate_minimal(...);

// 4. Build boundary
let boundary = JoinInlineBoundaryBuilder::new()
    .with_inputs(join_inputs, host_inputs)
    .with_loop_invariants(loop_invariants)
    .with_exit_bindings(exit_bindings)
    .with_carrier_info(carrier_info)
    .with_loop_var_name(Some(loop_var))
    .with_expr_result(Some(join_exit_value))
    .build();

// 5. Execute JoinIRConversionPipeline
let result = JoinIRConversionPipeline::execute(self, join_module, Some(&boundary), ...)?;

P0 Frag 版 lowerer 設計

目的

• JoinModule から MIR terminator を生成する部分を Frag 化
• 既存の JoinModule 生成・boundary 構築は維持
• emit_frag() による terminator 生成を導入

実装方針

#[cfg(test)]
pub(crate) fn lower_pattern8_frag(
    builder: &mut MirBuilder,
    join_module: JoinModule,
    boundary: &JoinInlineBoundary,
    debug: bool,
) -> Result<Option<ValueId>, String> {
    // 1. JoinModule から必要な情報を取得
    //    - loop_step function (loop body)
    //    - k_exit function (return true)

    // 2. Loop body Frag 構築
    //    - loop_step の処理を Frag で表現
    //    - early return (return false) は Return exit として扱う

    // 3. compose::loop_() で合成
    //    - loop_id, header, after, body_frag

    // 4. emit_frag() で MIR terminator に変換

    // 5. result 返却（expr_result）
    Ok(boundary.expr_result)
}

Unit Test 設計

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn test_pattern8_frag_lowering() {
        // 1. Create minimal JoinModule
        // 2. Create boundary
        // 3. Call lower_pattern8_frag()
        // 4. Verify MIR terminator generation
        //    - Branch terminator exists
        //    - Jump terminator exists
        //    - Return terminator exists (early exit)
    }
}

最小 fixture 設計

phase269_p0_pattern8_frag_min.hako

Phase 259 の is_integer_min.hako の縮小版:

static box StringUtils {
    is_digit(ch) {
        return ch == "0" or ch == "1"
    }

    is_integer(s) {
        if s.length() == 0 {
            return false
        }

        local i = 0
        loop(i < s.length()) {
            if not this.is_digit(s.substring(i, i + 1)) {
                return false
            }
            i = i + 1
        }
        return true
    }
}

static box Main {
    main() {
        return StringUtils.is_integer("01") ? 7 : 1
    }
}

Smoke Test 設計

tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase269_p0_pattern8_frag_vm.sh:

#!/bin/bash
set -e
cd "$(dirname "$0")/../../../../../.."
HAKORUNE_BIN="${HAKORUNE_BIN:-./target/release/hakorune}"
set +e
$HAKORUNE_BIN apps/tests/phase269_p0_pattern8_frag_min.hako > /tmp/phase269_out.txt 2>&1
EXIT_CODE=$?
set -e
if [ $EXIT_CODE -eq 7 ]; then
    echo "[PASS] phase269_p0_pattern8_frag_vm"
    exit 0
else
    echo "[FAIL] phase269_p0_pattern8_frag_vm: expected exit 7, got $EXIT_CODE"
    cat /tmp/phase269_out.txt
    exit 1
fi

重要な設計判断

なぜ test-only か

1. 非破壊的: 既存 Pattern8 実装を壊さない
2. 段階的: Frag 版の動作を先に確認してから統合
3. デバッグ容易: 問題切り分けが簡単（Frag 版 vs 既存実装）
4. 拡張性: Pattern6/7 にも同じパターンを適用可能

なぜ最小 fixture か

1. 高速検証: 小さいコードで問題を早期発見
2. デバッグ容易: MIR dump が読みやすい
3. 回帰テスト: quick smoke に含めやすい

P0 での制約

• VM のみ（LLVM は P1 以降）
• Pattern8 のみ（Pattern6/7 は P1 以降）
• test-only（既存実装置換は P1 以降）

次フェーズへの橋渡し

Phase 269 P1+: 既存 Pattern8 を Frag 版に置換

• cf_loop_pattern8_bool_predicate_impl() から lower_pattern8_frag() を呼び出す
• JoinIRConversionPipeline を廃止（Frag 版に一本化）
• Pattern6/7 にも適用

Phase 270+: Pattern 分岐削減

• Pattern 番号による分岐を削減
• compose API による統一的なループ処理

関連ドキュメント

• Phase 268: docs/development/current/main/phases/phase-268/README.md
• 設計図: docs/development/current/main/design/edgecfg-fragments.md
• JoinIR アーキテクチャ: docs/development/current/main/joinir-architecture-overview.md
• 現在のタスク: docs/development/current/main/10-Now.md

受け入れ基準（P0）

• ✅ cargo build --release 成功
• ✅ cargo test --lib --release で全テスト PASS
• ✅ Pattern8 Frag 版 lowerer の unit test PASS
• ✅ apps/tests/phase269_p0_pattern8_frag_min.hako 作成
• ✅ tools/smokes/v2/profiles/integration/apps/phase269_p0_pattern8_frag_vm.sh 作成
• ✅ smoke test PASS（exit code 7）
• ✅ tools/smokes/v2/run.sh --profile quick で 45/46 PASS 維持
• ✅ MIR dump で Branch/Jump/Return terminator 正常生成確認
• ✅ ドキュメント更新完了:
  • ✅ phases/phase-269/README.md 新規作成（このファイル）
  • ✅ 10-Now.md 追記
  • ✅ 30-Backlog.md 更新

まとめ

Phase 269 P0 の核心:

• ✅ Pattern8 を Frag 化（test-only、既存と並走）
• ✅ compose::loop_() + emit_frag() を使用
• ✅ 最小 fixture + smoke test で動作確認
• ✅ quick smoke 45/46 を悪化させない

次のステップ: P1 で既存 Pattern8 を Frag 版に置換 → Pattern6/7 にも適用