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Phase 196: Select Expansion Bug Analysis

Problem Summary

JoinIR→MIR の Select 展開処理で、PHI inputs に undefined ValueId が使用される問題が発生している。

Reproduction Case

// apps/tests/phase195_sum_count.hako
local i = 1
local sum = 0
local count = 0

loop(i <= 5) {
    if(i % 2 == 1) {
        sum = sum + i
        count = count + 1
    } else {
        sum = sum + 0
        count = count + 0
    }
    i = i + 1
}

##症状 (Before)

JoinIR 側（正しい）

[joinir_block/handle_select] Created merge_block BasicBlockId(5) with 1 instructions
(first=Some(Phi { dst: ValueId(20), inputs: [(BasicBlockId(3), ValueId(14)), (BasicBlockId(4), ValueId(18))], type_hint: None }))

ValueId Remapping（正しい）

[DEBUG-177]   JoinIR ValueId(14) → Host ValueId(21)
[DEBUG-177]   JoinIR ValueId(18) → Host ValueId(25)

Block Remapping（正しい）

[trace:blocks] allocator: Block remap: join_func_1:BasicBlockId(3) → BasicBlockId(8)
[trace:blocks] allocator: Block remap: join_func_1:BasicBlockId(4) → BasicBlockId(9)
[trace:blocks] allocator: Block remap: join_func_1:BasicBlockId(5) → BasicBlockId(10)

MIR 側（壊れている）

bb10:
    1: %27 = phi [%28, bb8], [%32, bb9]
    1: br %20, label bb11, label bb12

問題: ValueId(28) と ValueId(32) は定義されていない！

• 期待値: phi [%21, bb8], [%25, bb9]（remap後の値）
• 実際: phi [%28, bb8], [%32, bb9]（未定義の値）

根本原因の仮説

仮説1: PHI inputs の ValueId が remap されていない

• handle_select() で生成された PHI は JoinIR ValueId を使用
• instruction_rewriter.rs の PHI remap ロジック（line 317-333）が何らかの理由で適用されていない

仮説2: 二重 remap による上書き

• remap_instruction() で 1回 remap（line 304）
• 手動 block remap で再度 remap（line 317-333）
• 二重 remap が問題を引き起こしている可能性

仮説3: local_block_map のスコープ問題

• Select で生成された then/else ブロック（bb3, bb4）が local_block_map に含まれていない
• .unwrap_or(*bb) でフォールバックしている可能性

調査経路

1. handle_select() 実装:

   • src/mir/join_ir_vm_bridge/joinir_block_converter.rs:407-484
   • Select → Branch + then/else + merge(PHI) に展開
   • PHI inputs に生の JoinIR ValueId を使用（line 461）

2. instruction_rewriter PHI remap:

   • src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/instruction_rewriter.rs:317-333
   • PHI の block ID と ValueID を両方 remap
   • remapper.remap_value(*val) で ValueId を変換（line 328）

3. remap_instruction() の PHI 処理:

   • src/mir/builder/joinir_id_remapper.rs:327-334
   • こちらでも PHI inputs を remap（line 331）

根本原因（確定）

仮説2が正解: 二重 remap による破損

問題の詳細

instruction_rewriter.rs の PHI 処理で、ValueId が 二重に remap されていた：

1. Line 304: remapper.remap_instruction(inst) で PHI inputs の ValueId を remap

   • JoinIR ValueId(14) → Host ValueId(21)
   • JoinIR ValueId(18) → Host ValueId(25)

2. Line 328: remapper.remap_value(*val) で 再度 remap を試行

   • しかし *val は既に Host ValueId（21, 25）になっている！
   • remap_value(ValueId(21)) → value_map に存在しない → unwrap_or(21) → ValueId(21)
   • 問題なく見えるが、実際には壊れている

なぜ壊れたか？

remap_instruction() が返した inputs は 既に remap 済み なのに、line 328 で もう一度 remap しようとした。

しかし、実際には remap_value() は idempotent ではない可能性がある（value_map に存在しない場合は元の値を返すが、これは別の ValueId が偶然同じ番号の可能性がある）。

修正内容

File: src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/instruction_rewriter.rs Line: 317-335

// Before (Phase 172)
MirInstruction::Phi {
    dst,
    inputs,
    type_hint: None,
} => MirInstruction::Phi {
    dst,
    inputs: inputs
        .iter()
        .map(|(bb, val)| {
            let remapped_bb = local_block_map.get(bb).copied().unwrap_or(*bb);
            let remapped_val = remapper.remap_value(*val);  // ❌ 二重 remap!
            (remapped_bb, remapped_val)
        })
        .collect(),
    type_hint: None,
},

// After (Phase 196)
MirInstruction::Phi {
    dst,
    inputs,
    type_hint: None,
} => MirInstruction::Phi {
    dst,
    inputs: inputs
        .iter()
        .map(|(bb, val)| {
            let remapped_bb = local_block_map.get(bb).copied().unwrap_or(*bb);
            // Phase 196 FIX: Don't double-remap values!
            // remapper.remap_instruction() already remapped *val
            (remapped_bb, *val)  // ✅ 値はそのまま使う（既に remap 済み）
        })
        .collect(),
    type_hint: None,
},

修正後の動作（After）

bb10:
    1: %27 = phi [%21, bb8], [%25, bb9]  // ✅ 正しい ValueId
    1: br %20, label bb11, label bb12

テスト結果

✅ phase195_sum_count.hako

$ NYASH_JOINIR_CORE=1 ./target/release/hakorune apps/tests/phase195_sum_count.hako
93
RC: 0

期待値: sum=9 (1+3+5), count=3 → result=93 ✅

✅ loop_if_phi.hako (Single-carrier P3)

$ NYASH_JOINIR_CORE=1 ./target/release/hakorune apps/tests/loop_if_phi.hako
[Console LOG] sum=9
RC: 0

✅ loop_min_while.hako (Pattern 1)

$ NYASH_JOINIR_CORE=1 ./target/release/hakorune apps/tests/loop_min_while.hako
0
1
2
RC: 0

✅ joinir_min_loop.hako (Pattern 2)

$ NYASH_JOINIR_CORE=1 ./target/release/hakorune apps/tests/joinir_min_loop.hako
RC: 0

退行チェック

• ✅ Pattern 1 (Simple while): PASS
• ✅ Pattern 2 (Break): PASS
• ✅ Pattern 3 (Single-carrier): PASS
• ✅ Pattern 3 (Multi-carrier): PASS
• ✅ No [joinir/freeze] warnings

まとめ

問題

• Select 展開で生成された PHI の inputs が undefined ValueId を参照

根本原因

• instruction_rewriter.rs で ValueId を二重 remap（1回目: remap_instruction, 2回目: manual remap）

修正

• PHI の block ID のみを remap、ValueId は既に remap 済みなのでそのまま使用

影響範囲

• 1ファイル 1箇所のみ: instruction_rewriter.rs line 331

成果

• Phase 195 の Multi-carrier Pattern 3 が完全動作
• 既存 Pattern 1/2/3 に退行なし