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Phase 222.5-D: HashMap/BTreeMap Inventory

作成日: 2025-12-10 目的: JoinIR パイプライン周辺の HashMap を BTreeMap に統一し、決定性を保証する

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📊 全体サマリー

• HashMap 使用箇所: 74 箇所（src/mir 配下）
• BTreeMap 使用箇所: 50+ 箇所（Phase 25.1 で PHI 周辺は移行済み）
• 変更対象: JoinIR パイプライン周辺の HashMap（推定 15-20 箇所）

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🎯 カテゴリ分類

✅ Category A: Already BTreeMap (Phase 25.1 完了)

PHI / Loop / Snapshot 周辺 - 決定性保証済み

• builder.rs:93 - variable_map: BTreeMap<String, ValueId> ✅
• builder/context.rs:28 - variable_map: BTreeMap<String, ValueId> ✅
• builder/context.rs:35 - value_origin_newbox: BTreeMap<ValueId, String> ✅
• builder/context.rs:42 - value_types: BTreeMap<ValueId, MirType> ✅
• phi_core/phi_builder_box.rs - 全 PHI 関連マップ ✅
• phi_core/loop_snapshot_merge.rs - 全スナップショットマップ ✅
• phi_core/loopform/builder_core.rs - 全ループフォームマップ ✅

🔶 Category B: JoinIR Pipeline - 要 BTreeMap 化

JoinIR パイプライン（Pattern/Merge/Boundary/ValueId）周辺

🔴 優先度高（PHI/ValueId 割り当てに直接影響）

1. exit_binding 系 (3 箇所)

   • exit_binding.rs:35 - variable_map: &'a mut HashMap<String, ValueId>
   • exit_binding_constructor.rs:30 - variable_map: &mut HashMap<String, ValueId>
   • exit_binding_applicator.rs:33 - variable_map: &HashMap<String, ValueId>

2. carrier_info 系 (2 箇所)

   • carrier_info.rs:77 - variable_map: &HashMap<String, ValueId>
   • carrier_info.rs:142 - variable_map: &HashMap<String, ValueId>

3. pattern_pipeline 系 (1 箇所)

   • pattern_pipeline.rs:105 - carrier_updates: Option<HashMap<String, UpdateExpr>>

4. loop update analyzer 系 (2 箇所)

   • loop_update_analyzer.rs:84 - HashMap<String, UpdateExpr>
   • loop_update_analyzer.rs:103 - updates: &mut HashMap<String, UpdateExpr>

5. loop with break/continue 系 (2 箇所)

   • loop_with_break_minimal.rs:142 - carrier_updates: &HashMap<String, UpdateExpr>
   • loop_with_continue_minimal.rs:125 - carrier_updates: &HashMap<String, UpdateExpr>

6. pattern4 carrier analyzer (1 箇所)

   • pattern4_carrier_analyzer.rs:89 - HashMap<String, UpdateExpr>

7. condition_env 系 (2 箇所)

   • condition_env.rs:47 - name_to_join: HashMap<String, ValueId>
   • condition_env.rs:56 - captured: HashMap<String, ValueId>

🟡 優先度中（Merge/Boundary 処理）

8. merge 系 (6 箇所)

   • instruction_rewriter.rs:47 - value_to_func_name: &HashMap<ValueId, String>
   • instruction_rewriter.rs:48 - function_params: &HashMap<String, Vec<ValueId>>
   • instruction_rewriter.rs:71 - function_entry_map: HashMap<String, BasicBlockId>
   • instruction_rewriter.rs:124 - local_block_map: HashMap<BasicBlockId, BasicBlockId>
   • value_collector.rs:24-25 - 2 HashMap (ValueId → String, String → Vec)
   • value_collector.rs:36-37 - 2 HashMap (初期化)

9. joinir_id_remapper 系 (2 箇所)

   • joinir_id_remapper.rs:14 - block_map: HashMap<(String, BasicBlockId), BasicBlockId>
   • joinir_id_remapper.rs:16 - value_map: HashMap<ValueId, ValueId>

10. boundary injector 系 (2 箇所)

    • joinir_inline_boundary_injector.rs:58 - value_map: &HashMap<ValueId, ValueId>
    • joinir_inline_boundary_injector.rs:61 - HashMap<ValueId, ValueId> (戻り値)

🟢 Category C: Keep HashMap（変更不要）

Builder 内部状態・キャッシュ・最適化パス

Builder 内部（変更不要）

• builder.rs:109 - weak_fields_by_box: HashMap<String, HashSet<String>> - 箱フィールド弱参照管理
• builder.rs:112 - property_getters_by_box: HashMap<String, HashMap<String, PropertyKind>> - プロパティゲッター
• builder.rs:115 - field_origin_class: HashMap<(ValueId, String), String> - フィールド起源追跡
• builder.rs:117 - field_origin_by_box: HashMap<(String, String), String> - 箱別フィールド起源
• builder.rs:128 - value_kinds: HashMap<ValueId, MirValueKind> - 値種別管理
• builder.rs:140 - plugin_method_sigs: HashMap<(String, String), MirType> - プラグインメソッドシグネチャ
• builder.rs:144 - static_method_index: HashMap<String, Vec<(String, usize)>> - 静的メソッドインデックス
• builder.rs:151 - method_tail_index: HashMap<String, Vec<String>> - メソッドテールインデックス
• builder.rs:218 - local_ssa_map: HashMap<(BasicBlockId, ValueId, u8), ValueId> - ローカル SSA マップ
• builder.rs:220 - schedule_mat_map: HashMap<(BasicBlockId, ValueId), ValueId> - スケジュールマット
• builder.rs:223 - pin_slot_names: HashMap<ValueId, String> - ピンスロット名
• builder.rs:253 - static_box_singletons: HashMap<String, ValueId> - 静的箱シングルトン

最適化パス（順序無関係）

• passes/cse.rs:20 - expression_map: HashMap<String, ValueId> - 共通部分式除去
• passes/method_id_inject.rs:27 - origin: HashMap<ValueId, String> - メソッド ID 注入
• passes/escape.rs:12 - analysis: HashMap<String, EscapeInfo> - エスケープ解析
• optimizer.rs:241 - def_map - 定義マップ（最適化パス内）
• optimizer.rs:293 - def_map - 定義マップ（最適化パス内）

Verification / Diagnostics（順序無関係）

• verification/barrier.rs:9 - def_map - バリア検証
• verification/ssa.rs:9 - definitions: HashMap<ValueId, (BasicBlockId, usize)> - SSA 定義検証
• verification/cfg.rs:42 - phi_dsts_in_block - CFG 検証
• verification/utils.rs:4-32 - 全ユーティリティ関数（predecessors, def_blocks, dominators）
• optimizer_passes/diagnostics.rs:13 - def_map - 診断用

Runtime / VM（実行時性能優先）

• join_ir_runner.rs:70 - locals: HashMap<VarId, JoinValue> - JoinIR 実行時ローカル変数
• join_ir_runner.rs:264 - locals - 実行時引数
• join_ir_runner.rs:403 - locals - 変数読み取り
• join_ir_runner.rs:412 - locals - 変数引数
• function.rs:34 - blocks: HashMap<BasicBlockId, BasicBlock> - 関数ブロック（MIR 構造）
• function.rs:388 - globals: HashMap<String, ConstValue> - グローバル定数

Type Registry（型システム）

• builder/type_registry.rs:25 - origins: HashMap<ValueId, String> - 型起源
• builder/type_registry.rs:28 - types: HashMap<ValueId, MirType> - 型マップ

Misc（その他）

• region/function_slot_registry.rs:39 - name_to_slot: HashMap<String, SlotId> - スロットレジストリ
• slot_registry.rs:18 - TYPE_IDS: HashMap<String, BoxTypeId> - グローバル型 ID
• slot_registry.rs:22 - EXPLICIT_SLOTS: HashMap<...> - グローバルスロット
• slot_registry.rs:28 - BUILTIN_SLOTS: HashMap<...> - ビルトインスロット
• builder/plugin_sigs.rs:8 - HashMap<(String, String), MirType> - プラグインシグネチャ
• join_ir_vm_bridge/joinir_block_converter.rs:20 - func_name_to_value_id - VM ブリッジ
• builder/lifecycle.rs:165 - main_static - ライフサイクル管理
• builder/decls.rs:14,146,205 - 宣言処理（methods HashMap）
• trim_pattern_lowerer.rs:171 - variable_map - テスト用（Empty HashMap）

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🎯 Phase 222.5-D 実装計画

Step 1: 優先度高（PHI/ValueId 直接影響）- 13 箇所

1. exit_binding 系 (3 箇所) - HashMap<String, ValueId> → BTreeMap<String, ValueId>
2. carrier_info 系 (2 箇所) - HashMap<String, ValueId> → BTreeMap<String, ValueId>
3. pattern_pipeline 系 (1 箇所) - HashMap<String, UpdateExpr> → BTreeMap<String, UpdateExpr>
4. loop_update_analyzer 系 (2 箇所) - HashMap<String, UpdateExpr> → BTreeMap<String, UpdateExpr>
5. loop with break/continue 系 (2 箇所) - HashMap<String, UpdateExpr> → BTreeMap<String, UpdateExpr>
6. pattern4_carrier_analyzer (1 箇所) - HashMap<String, UpdateExpr> → BTreeMap<String, UpdateExpr>
7. condition_env 系 (2 箇所) - HashMap<String, ValueId> → BTreeMap<String, ValueId>

Step 2: 優先度中（Merge/Boundary）- 10 箇所

8. merge 系 (6 箇所) - ValueId/String マップの BTreeMap 化
9. joinir_id_remapper 系 (2 箇所) - ValueId マップの BTreeMap 化
10. boundary injector 系 (2 箇所) - ValueId マップの BTreeMap 化

Step 3: テスト・検証

• cargo test --release --lib で全テスト PASS 確認
• PHI 決定性テスト（3 回実行で一貫性確認）
• 既存の Phase 222.5-B/C のテストが通ることを確認

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📝 実装ルール

1. import 統一: use std::collections::BTreeMap; に変更
2. 初期化統一: HashMap::new() → BTreeMap::new()
3. シグネチャ統一: 関数引数・戻り値の型も BTreeMap に変更
4. テスト維持: 既存テストは全て通すこと
5. 段階的実装: 優先度高から順に実装し、各段階でテスト

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🎯 期待効果

• 決定性保証: JoinIR パイプライン全体で ValueId 割り当てが決定的に
• PHI 安定性: Phase 25.1 の PHI 決定性と統一
• デバッグ容易性: ValueId/carrier 順序が予測可能に
• テスト安定性: 非決定的テスト失敗の根絶

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📌 注意事項

• Category C (Keep HashMap) は変更しない - 性能・順序無関係な箇所
• Runtime (join_ir_runner.rs) は変更しない - 実行時性能優先
• Verification は変更しない - 検証ツールは順序無関係
• Builder 内部状態は変更しない - キャッシュ・インデックスは順序無関係