4e00edcea5
- Add ConditionAlias type to CarrierInfo (old_name → carrier_name) - Record aliases in DigitPosPromoter and TrimPatternInfo - Resolve aliases in Pattern2 ConditionEnv building - digit_pos now correctly resolves to is_digit_pos carrier Fixes "Variable 'digit_pos' not bound in ConditionEnv" error. 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Opus 4.5 <noreply@anthropic.com>
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# JoinIR Architecture Overview (2025‑12‑08)
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このドキュメントは、JoinIR ライン全体（Loop/If lowering, ExitLine, Boundary, 条件式 lowering）の
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「箱」と「契約」を横串でまとめた設計図だよ。selfhost / JsonParser / hako_check など、
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どの呼び出し元から見てもここを見れば「JoinIR 層の責務と流れ」が分かるようにしておく。
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変更があったら、Phase ドキュメントではなく **このファイルを随時更新する** 方針。
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## 1. 不変条件（Invariants）
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JoinIR ラインで守るべきルールを先に書いておくよ：
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1. **JoinIR 内部は JoinIR ValueId だけ**
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- JoinIR lowering が発行する `JoinInst` の `ValueId` は、すべて `alloc_value()` で割り当てるローカル ID。
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- Rust/MIR 側の ValueId（`builder.variable_map` に入っている ID）は、JoinIR には直接持ち込まない。
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2. **host ↔ join の橋渡しは JoinInlineBoundary 系だけ**
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- host から JoinIR への入力（ループ変数 / 条件専用変数）は
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- `JoinInlineBoundary.join_inputs + host_inputs`
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- `JoinInlineBoundary.condition_bindings`（ConditionBinding）
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だけで接続する。
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- 出力（キャリアの出口）は `JoinInlineBoundary.exit_bindings` に一本化する。
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3. **LoopHeader PHI を SSA の単一源泉にする**
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- ループ変数とキャリアは **LoopHeaderPhiBuilder/LoopHeaderPhiInfo** でヘッダ PHI を作り、これを「現在値」の SSOT にする。
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- exit 用の PHI も組むが、変数再接続や expr_result 収集はヘッダ PHI を経由して行う（SSA‑undef 防止）。
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4. **式としての戻り値とキャリア更新を分離する**
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- 「ループが式として値を返す」ケース（例: `let r = loop_min_while(...)`）の出口は **exit_phi_builder** が扱う。
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- 「ループが状態更新だけする」ケース（例: `trim` の `start/end`）の出口は **ExitLine（ExitMeta / ExitBinding / ExitLineReconnector）** だけが扱う。
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5. **ループ制御 vs 条件式の分離**
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- ループの「形」（Pattern1–4, LoopFeatures）は control-flow 専用の箱が担当。
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- 条件式（`i < len && (ch == " " || ch == "\t")` 等）は **BoolExprLowerer / condition_to_joinir** が担当し、
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ループパターンは boolean ValueId だけを受け取る。
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6. **Fail‑Fast**
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- JoinIR が対応していないループパターン / if パターンは、必ず `[joinir/freeze]` 等で明示的にエラーにする。
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- LoopBuilder 等へのサイレントフォールバックは禁止。
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7. **Param の役割（ParamRole）を分ける**
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- JoinIR 側で扱うパラメータは概念的に 3 種類に分かれる：
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- 条件専用（Condition param）: 継続条件や break 条件だけに使う値
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- キャリア（Carrier param）: ループ状態（pos/result など）として更新される値
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- 式結果（Expr param）: ループが式として返す値
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- ExitLine / Header PHI / InstructionRewriter は **Carrier param だけ** を対象にし、Condition/Expr param は上書きしない。
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- 現状は ConditionBinding/ExitMeta/JoinFragmentMeta で役割を区別しており、将来 ParamRole enum として明示する予定。
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8. **LoopHeader PHI dst は予約領域（上書き禁止）**
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- LoopHeaderPhiBuilder が生成したヘッダ PHI の dst ValueId は「現在のループ値」の SSOT として扱い、
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BoundaryInjector や InstructionRewriter が `Copy` などで二度書きすることを禁止する。
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- merge ラインでは「ヘッダ PHI dst に対する新しい定義が出てきたら debug モードで panic する」ことで契約違反を早期検出する。
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9. **ParamRole の不変条件（Phase 200-A 追加）**
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- **Condition 役のパラメータは「PHI dst にしてはいけない」**
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- 理由: 条件専用変数はループ内で更新されない（例: `digits` in `_atoi()`）
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- LoopHeaderPhiBuilder は Condition 役の変数に対して header PHI を生成しない
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- **Condition 役のパラメータは「ExitLine の対象にも入れない」**
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- 理由: 条件専用変数はループ外で使われない（ループ内でのみ参照）
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- ExitLineReconnector は Condition 役の変数を exit_bindings から除外
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- **ParamRole の分類**:
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- `LoopParam`: ループ制御変数（例: `i` in `loop(i < len)`）→ header PHI + exit_bindings
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- `Condition`: 条件専用変数（例: `digits` in `digits.indexOf(ch)`）→ condition_bindings のみ
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- `Carrier`: 状態更新変数（例: `sum`, `count`）→ header PHI + exit_bindings
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- `ExprResult`: ループ戻り値 → exit_phi_builder で処理
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10. **JoinIR Core は常時 ON**
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- LoopBuilder は物理削除済み。JoinIR を OFF にする経路やフォールバックは存在しない。
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- `NYASH_JOINIR_CORE` は deprecated（0 を指定しても警告して無視）。JoinIR の OFF トグルは提供しない。
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11. **Phase 220: P3 if-sum の ConditionEnv 統合完了**
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- **LoopBuilder へのフォールバック経路は Phase 187 で完全削除済み**。
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- **P3 if-sum には ConditionPatternBox + ConditionEnv が必須**:
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- 単純条件（`var CmpOp literal`）のみ if-sum mode へルーティング（Phase 219-fix）。
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- 複雑条件（`i % 2 == 1` 等）は legacy P3 経路へフォールバック。
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- **Phase 220-D で loop 条件の変数サポート完了**:
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- `loop(i < len)` のような変数条件を ConditionEnv で解決。
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- `extract_loop_condition()` を ValueOrLiteral 対応に拡張。
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- **Phase 220 で if-sum の expr-result exit contract が P2 と揃った**:
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- ExprResultResolver Box で expr_result routing を統一化（Phase 221-R）。
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- phase212_if_sum_min.hako → RC=2 達成。
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## 1.9 ValueId Space Management (Phase 201)
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JoinIR の ValueId 割り当ては **JoinValueSpace** で一元管理され、3つの領域に分離されているよ：
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### 1.9.1 ValueId 空間のダイアグラム
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```
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JoinValueSpace Memory Layout:
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0 100 1000 u32::MAX
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├──────────┼──────────┼──────────────────────────┤
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│ PHI │ Param │ Local │
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│ Reserved│ Region │ Region │
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└──────────┴──────────┴──────────────────────────┘
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PHI Reserved (0-99):
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- LoopHeader PHI dst 用の予約領域
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- reserve_phi(id) で特定 ID をマーク
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Param Region (100-999):
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- alloc_param() で割り当て
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- 使用箇所: ConditionEnv, CarrierInfo.join_id, CapturedEnv
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Local Region (1000+):
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- alloc_local() で割り当て
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- 使用箇所: Pattern lowerers (Const, BinOp, etc.)
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```
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### 1.9.2 JoinValueSpace の役割
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- **単一の真実源 (SSOT)**: すべての JoinIR ValueId 割り当てを一箇所で管理
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- **領域分離**: Param ID、Local ID、PHI dst が決して重複しない
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- **契約検証**: デバッグモードで違反を早期検出
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- **後方互換性**: 既存 API は継続動作
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### 1.9.3 各コンポーネントと ValueId 領域の対応表
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| コンポーネント | 使用領域 | 割り当て方法 | 用途 |
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|--------------|---------|------------|------|
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| ConditionEnv | Param (100-999) | `alloc_param()` | ループ条件変数の JoinIR ValueId |
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| CarrierInfo.join_id | Param (100-999) | `alloc_param()` | キャリア変数の JoinIR ValueId |
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| CapturedEnv | Param (100-999) | `alloc_param()` | 関数スコープ変数の JoinIR ValueId |
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| Pattern 1 lowerer | Local (1000+) | `alloc_local()` | 中間値（Const, Compare, etc.） |
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| Pattern 2 lowerer | Local (1000+) | `alloc_local()` | 中間値（Const, BinOp, etc.） |
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| Pattern 3 lowerer | Local (1000+) | `alloc_local()` | 中間値（PHI, Select, etc.） |
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| Pattern 4 lowerer | Local (1000+) | `alloc_local()` | 中間値（Select, BinOp, etc.） |
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| LoopHeaderPhiBuilder | PHI Reserved (0-99) | `reserve_phi()` | PHI dst ID 保護（上書き防止） |
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### 1.9.4 設計原則
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1. **領域の固定境界**
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- 明確な境界（100, 1000）で領域を分離
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- デバッグが容易（ValueId を見ればどの領域か一目瞭然）
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- アロケータ間の調整不要
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2. **reserve_phi() vs alloc_phi()**
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- PHI dst ID は MirBuilder（host 側）から来るため、JoinValueSpace は割り当てない
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- `reserve_phi()` はマーカーのみ（「この ID を上書きするな」という契約）
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3. **value_id_ranges.rs との関係**
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- `value_id_ranges.rs`: **モジュールレベルの分離**（min_loop, skip_ws 等の各モジュールに大きな固定範囲を割り当て）
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- `JoinValueSpace`: **lowering 内部の分離**（param vs local vs PHI）
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- 両者は相補的な役割
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### 1.9.5 Phase 205: 領域契約の検証強化
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**追加された Box-First 機能**:
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1. **衝突検出（debug-only）**
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- 全ての割り当てられた ValueId を追跡（`allocated_ids: HashSet<u32>`）
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- 重複割り当てを即座に検出し panic（Fail-Fast 原則）
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- `check_collision()` で実装
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2. **領域検証（debug-only）**
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- `verify_region(id, expected_region)` で ValueId が期待される領域にいるか検証
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- 違反時は明確なエラーメッセージと修正ヒントを提供
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- 例: "ValueId(500) is in Param region, expected Local. Hint: Use alloc_local() for JoinIR values"
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3. **RegionVerifier Box**
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- 場所: `src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/mod.rs::verify_valueid_regions()`
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- 責務: merge 時に boundary と loop_info の ValueId 領域契約を検証
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- 検証項目:
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- 全ての `boundary.join_inputs` が Param 領域（100-999）にいる
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- 全ての `condition_bindings[].join_value` が Param 領域にいる
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- 全ての `carrier_phis[].phi_dst` が有効範囲（<= LOCAL_MAX）内
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4. **明示的な領域定数**
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```rust
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pub const PHI_RESERVED_MIN: u32 = 0;
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pub const PHI_RESERVED_MAX: u32 = 99;
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pub const PARAM_MIN: u32 = 100;
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pub const PARAM_MAX: u32 = 999;
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pub const LOCAL_MIN: u32 = 1000;
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pub const LOCAL_MAX: u32 = 100000;
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||
```
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**Fail-Fast 原則の実装**:
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- 領域違反は即座に panic（デバッグモード）
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- フォールバックやサイレント修正は一切行わない
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- エラーメッセージに具体的な修正方法を含める
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詳細は `src/mir/join_ir/lowering/join_value_space.rs` と `phase205-valueid-regions-design.md` を参照。
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## 2. 主な箱と責務
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### 2.1 Loop 構造・検出ライン
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- **LoopFeatures / LoopPatternKind / router**
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- ファイル:
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- `src/mir/loop_pattern_detection.rs`
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- `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/router.rs`
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- `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/ast_feature_extractor.rs`
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- 責務:
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- AST から break/continue/if‑else PHI などの特徴を抽出（ast_feature_extractor）。
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- `classify(&LoopFeatures)` で Pattern1–4 に分類し、テーブル駆動の `LOOP_PATTERNS` でルーティング。
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- ルータ順序は P4(continue) → P3(if‑phi) → P1(simple) → P2(break) で固定（優先度フィールドはデバッグ用）。
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- **Pattern Lowerers (Pattern1–4)**
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- ファイル例:
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- `pattern1_minimal.rs`（Simple while）
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- `pattern2_with_break.rs`（break 付き / Trim 昇格パスを含む）
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- `pattern3_with_if_phi.rs`（if‑phi キャリア）
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- `pattern4_with_continue.rs`（continue を Select で表現）
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- 責務:
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- LoopScopeShape / AST / LoopFeatures を入力として JoinIR の `JoinModule` を構築。
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- `JoinFragmentMeta{ expr_result, exit_meta }` を返し、出口情報を ExitLine に渡す。
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- host/MIR の ValueId は一切扱わない（JoinIR ローカルの ValueId のみ）。
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- **Scope / Env Builders**
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- `loop_scope_shape_builder.rs`: ループ本体ローカルの収集、LoopScopeShape 統一生成。
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- `condition_env_builder.rs`: 条件専用変数の環境と ConditionBinding を一括構築。
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- **CommonPatternInitializer** (Phase 33-22)
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- ファイル: `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/common_init.rs`
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- 責務:
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- 全 Pattern 共通の初期化ロジック統一化（ループ変数抽出 + CarrierInfo 構築）。
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- 全パターンで boundary.loop_var_name を確実に設定し、SSA‑undef を防ぐ。
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- **PatternPipelineContext** (Phase 179-B)
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- ファイル: `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern_pipeline.rs`
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- 責務:
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- 全 Pattern の前処理結果を格納する「解析済みコンテキスト箱」。
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- CommonPatternInitializer + LoopScopeShapeBuilder の結果を統一的に保持。
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- Pattern 1-4 の共通データ（loop_var_name, loop_var_id, carrier_info, loop_scope）を提供。
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- Pattern 2/4 専用データ（condition_env, carrier_updates, trim_helper）は Option<T> で保持。
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- **Analyzer-only dependencies**: 解析ロジックのみ依存、JoinIR emission ロジックは含まない。
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- **TrimLoopLowerer (P5 Dedicated Module)** (Phase 180)
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- ファイル: `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/trim_loop_lowering.rs`
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- 責務:
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- Trim/CharComparison (Pattern 5) 専用の lowering ロジックを一箇所に集約。
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- Pattern2/4 から呼ばれ、LoopBodyLocal 変数を carrier に昇格し、Trim パターンの break 条件を置き換える。
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- TrimPatternValidator/TrimPatternLowerer を内部で利用し、carrier 初期化コード生成・条件式置換を実行。
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- 入力:
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- MirBuilder, LoopScopeShape, loop_cond, break_cond, body, loop_var_name, carrier_info, alloc_join_value
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- 出力:
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- `Some(TrimLoweringResult)`: Trim パターン検出・lowering 成功時（置換後条件、更新 carrier_info、condition_bindings）
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- `None`: Trim パターンでない場合（通常ループ処理に戻る）
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- `Err`: Trim パターン検出したが lowering 失敗時
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- 使用元:
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- Pattern2 (pattern2_with_break.rs): Trim/P5 ロジックを完全委譲（~160 行削減）
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- Pattern4 (pattern4_with_continue.rs): 将来の Phase 172+ で Trim lowering 実装時に利用予定
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- デザイン原則:
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- Pure analysis container（前処理結果のみ保持、emission なし）
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- Pattern-specific variants（Option<T> でパターン固有データ管理）
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- Single source of truth（全パターンが同じ前処理経路を使用）
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- **JoinIRConversionPipeline** (Phase 33-22)
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- ファイル: `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/conversion_pipeline.rs`
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- 責務:
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- JoinIR → MIR 変換フロー統一化（JoinModule → MirModule → merge_joinir_mir_blocks）。
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- JoinIR/MIR の関数数・ブロック数をログ出力し、全パターンが同じ入口でマージする。
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### 2.2 条件式ライン（式の箱）
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- **BoolExprLowerer / condition_to_joinir**
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- ファイル:
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- `src/mir/join_ir/lowering/bool_expr_lowerer.rs`
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- `src/mir/join_ir/lowering/condition_to_joinir.rs`
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- 責務:
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- 通常の if/while 条件を MIR Compare/BinOp/UnaryOp へ lowering。
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- ループ lowerer 用の「AST 条件 → JoinIR Compute 命令列」を ConditionEnv とセットで構築。
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- **ConditionEnv/ConditionBinding + ConditionEnvBuilder**
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- ファイル:
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- `src/mir/join_ir/lowering/condition_env.rs`
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- `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/condition_env_builder.rs`
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- 責務:
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- 変数名→JoinIR ValueId の環境を組み立て、host↔join の橋渡しを ConditionBinding に明示する。
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- Pattern 2 では break 条件の全変数をスキャンし、JoinInlineBoundary.condition_bindings に渡す。
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- **LoopConditionScopeBox（Phase 170-D 実装済み）**
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- ファイル: `src/mir/loop_pattern_detection/loop_condition_scope.rs`
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- 責務:
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- 条件式の各変数を LoopParam / OuterLocal / LoopBodyLocal に分類。
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- 関数パラメータ誤分類バグは `condition_var_analyzer.rs` の修正で解消済み（OuterLocal として扱う）。
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- **ConditionPatternBox（Phase 219-fix / Phase 222 拡張完了）**
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- ファイル: `src/mir/join_ir/lowering/condition_pattern.rs`
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- 責務:
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- if 条件の複雑度を判定（SimpleComparison vs Complex）。
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- **Phase 222**: 条件を正規化（var on left の canonical form）。
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- `normalize_comparison()` で左右反転をサポート:
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- `0 < i` → `i > 0` (literal < var → var > literal)
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- `i > j` (var CmpOp var) - そのまま受理
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- 複雑条件（`i % 2 == 1`、MethodCall 等）は false を返し、legacy P3 経路へルーティング。
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- 使用箇所:
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- PatternPipelineContext.is_if_sum_pattern() で条件複雑度をチェック。
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- P3 if-sum mode は単純比較のみ受理、複雑条件は PoC lowerer へフォールバック。
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- **MethodCallLowerer（Phase 224-B 実装完了）**
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- ファイル: `src/mir/join_ir/lowering/method_call_lowerer.rs`
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- 責務:
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- AST MethodCall ノードを JoinIR BoxCall に lowering（メタデータ駆動）。
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- CoreMethodId の `is_pure()`, `allowed_in_condition()`, `allowed_in_init()` でホワイトリスト判定。
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- Phase 224-B P0: 引数なしメソッドのみ対応（`s.length()`, `arr.length()` 等）。
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- 設計原則:
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- **メソッド名ハードコード禁止**: CoreMethodId メタデータのみ参照。
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||
- **Fail-Fast**: ホワイトリストにないメソッドは即座にエラー。
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- **Box-First**: 単一責任（"このMethodCallをJoinIRにできるか？"）だけを担当。
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- 使用箇所:
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- `condition_lowerer.rs` の `lower_value_expression()` から呼び出し。
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- Pattern 2/3/4 のループ条件式で `s.length()` 等をサポート可能。
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- 次ステップ: Phase 224-C で引数付きメソッド（`substring(i, i+1)`, `indexOf(ch)`）対応予定。
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- **LoopBodyCarrierPromoter（Phase 171-C-2 実装済み）**
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- ファイル: `src/mir/loop_pattern_detection/loop_body_carrier_promoter.rs`
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- 責務:
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- LoopBodyLocal を Trim パターンとして bool キャリアへ昇格（substring + equality 連鎖を検出）。
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- 昇格成功 → CarrierInfo に統合し Pattern 2/4 へ橋渡し。昇格失敗は Fail‑Fast。
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- Pattern 2 は安全な Trim なら実際に前処理（substring 生成 + 空白比較の初期化）を emit してから JoinIR lowering。
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- Pattern 4 は Trim 昇格が起きた場合はガード付きでエラーにし、未実装を明示（Fail‑Fast）。
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- 汎用性:
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- Phase 173 で `_skip_whitespace`（JsonParser）が Trim パターンで動作確認済み。
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- Phase 174 で `_parse_string` 最小化版（終端クォート検出）でも動作確認済み。
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- → 空白文字以外の文字比較ループにも対応可能（TrimLoopHelper の汎用性実証）。
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- **LoopBodyCondPromoter（Phase 223-3 + 223.5 + 224 実装完了）**
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- ファイル: `src/mir/loop_pattern_detection/loop_body_cond_promoter.rs`
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- 責務:
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- ループ条件（header/break/continue）に出てくる LoopBodyLocal を carrier に昇格する統一 API。
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- Pattern 2/Pattern 4 両対応の薄いコーディネーター箱（detection は専門 Promoter に委譲）。
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||
- **Phase 224: Two-tier strategy** - A-3 Trim → A-4 DigitPos フォールバック型オーケストレーション。
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||
- Phase 223-3 実装内容:
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||
- `extract_continue_condition()`: body 内の if 文から continue 条件を抽出。
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||
- `try_promote_for_condition()`: LoopBodyCarrierPromoter を使った昇格処理。
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||
- Pattern4 への統合完了: LoopBodyLocal 条件の昇格成功時に lowering を続行（以前は Fail-Fast）。
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||
- Phase 223.5 実装内容:
|
||
- Pattern2 への統合完了: header/break 条件を分析し昇格を試みる。
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||
- A-4（digit_pos）テスト追加: cascading LoopBodyLocal パターンで Fail-Fast 動作を確認。
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||
- error_messages.rs に Pattern2 用エラー関数追加: `format_error_pattern2_promotion_failed()` など。
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||
- Phase 224 実装内容（Core Implementation Complete ⚠️）:
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- **Two-tier promotion**: Step1 で A-3 Trim 試行 → 失敗なら Step2 で A-4 DigitPos 試行 → 両方失敗で Fail-Fast。
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- **DigitPosPromoter 統合**: cascading indexOf パターン（substring → indexOf → comparison）の昇格をサポート。
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||
- **Unit test 完全成功**: 6/6 PASS（promoter 自体は完璧動作）。
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||
- **Phase 224-D**: ConditionAlias/CarrierInfo との連携により、昇格済み LoopBodyLocal 名（`digit_pos` 等）を ConditionEnv から見えるようにブリッジ。
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||
- **残りの制約**: body-local init の MethodCall（`substring` 等）の lowering は Phase 193/224-B/C のスコープ外で、今後の Phase で対応。
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- 設計原則:
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- **Thin coordinator**: 専門 Promoter（LoopBodyCarrierPromoter / DigitPosPromoter）に昇格ロジックを委譲。
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- **Pattern-agnostic**: Pattern2 (break) / Pattern4 (continue) の統一入口として機能。
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- **Fail-Fast with clear routing**: A-3 → A-4 順で試行し、両方失敗なら明示的エラー。
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- 入出力:
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- 入力: `ConditionPromotionRequest`（loop_param_name, cond_scope, break_cond/continue_cond, loop_body）
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||
- 出力: `ConditionPromotionResult::Promoted { carrier_info, promoted_var, carrier_name }` または `CannotPromote { reason, vars }`
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- 使用元（Phase 223.5 実装完了、Phase 224 拡張済み）:
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- Pattern4: promotion-first（昇格試行 → 成功なら CarrierInfo merge → 失敗なら Fail-Fast）
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- Pattern2: promotion-first（同上、break条件を分析対象とする）
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- **DigitPosPromoter（Phase 224 実装完了 ⚠️ Core Complete）**
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- ファイル: `src/mir/loop_pattern_detection/loop_body_digitpos_promoter.rs`（467 lines）
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- 責務:
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- **A-4 pattern**: Cascading LoopBodyLocal with indexOf（substring → indexOf → comparison）の昇格。
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- **Pattern detection**: `local ch = s.substring(...); local digit_pos = digits.indexOf(ch); if digit_pos < 0 { break }`
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- **Comparison operators**: `<`, `>`, `<=`, `>=`, `!=` をサポート（equality `==` は A-3 Trim 領域）。
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- **Dependency validation**: indexOf() が別の LoopBodyLocal に依存していることを検証（cascading pattern）。
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- Phase 224 実装内容:
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- `try_promote()`: A-4 パターン検出 & bool carrier 昇格（`digit_pos` → `is_digit_pos`）。
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- **Unit tests**: 6/6 PASS（basic pattern, non-indexOf rejection, no dependency rejection, comparison operators, equality rejection）。
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- **Integration**: LoopBodyCondPromoter から A-3 Trim フォールバック後に呼ばれる。
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- 設計原則:
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- **One Box, One Question**: A-4 DigitPos パターン専用（A-3 Trim は LoopBodyCarrierPromoter に残す）。
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- **Separation of Concerns**: Trim（equality-based）と DigitPos（comparison-based）を分離。
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- **Bool carrier consistency**: A-3 Trim と同じく bool carrier に昇格（`is_digit_pos`）。
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- 入出力:
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- 入力: `DigitPosPromotionRequest`（cond_scope, break_cond/continue_cond, loop_body）
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- 出力: `DigitPosPromotionResult::Promoted { carrier_info, promoted_var, carrier_name }` または `CannotPromote { reason, vars }`
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- 現状の制約（Phase 224-continuation で対応予定）:
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- **Promotion は成功**: LoopBodyCondPromoter → DigitPosPromoter → Promoted ✅
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- **Lowerer integration gap**: lower_loop_with_break_minimal が昇格済み変数を認識せず、break condition AST に元の変数名が残っているため独立チェックでエラー。
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- **Solution**: Option B（promoted variable tracking）で昇格済み変数リストを lowerer に渡す（1-2h 実装予定）。
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- 参考:
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- 設計ドキュメント: `docs/development/current/main/phase224-digitpos-promoter-design.md`
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- 完全サマリ: `docs/development/current/main/PHASE_224_SUMMARY.md`
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- テストケース: `apps/tests/phase2235_p2_digit_pos_min.hako`
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- **ContinueBranchNormalizer / LoopUpdateAnalyzer**
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- ファイル:
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- `src/mir/join_ir/lowering/continue_branch_normalizer.rs`
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- `src/mir/join_ir/lowering/loop_update_analyzer.rs`
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- 責務:
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- else-continue を then-continue へ正規化し、Select ベースの continue を簡潔にする。
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- ループ本体で実際に更新されるキャリアだけを抽出（Pattern 4 で不要キャリアを排除）。
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- **LoopBodyLocalEnv / UpdateEnv / CarrierUpdateEmitter（Phase 184, 191統合完了）**
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- ファイル:
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- `src/mir/join_ir/lowering/loop_body_local_env.rs`
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- `src/mir/join_ir/lowering/update_env.rs`
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- `src/mir/join_ir/lowering/carrier_update_emitter.rs`
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- `src/mir/join_ir/lowering/loop_with_break_minimal.rs`（Phase 191統合）
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- 責務:
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- **LoopBodyLocalEnv**: ループ本体で宣言された body-local 変数の名前→ValueId マッピングを管理（箱化設計）。
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- **UpdateEnv**: 条件変数（ConditionEnv）と body-local 変数（LoopBodyLocalEnv）を統合した変数解決層。
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- Priority order: 1. Condition variables（高優先度） → 2. Body-local variables（フォールバック）
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- **CarrierUpdateEmitter**: UpdateExpr を JoinIR 命令に変換する際、UpdateEnv を使用して body-local 変数をサポート。
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- `emit_carrier_update_with_env()`: UpdateEnv 版（Phase 184 新規）
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- `emit_carrier_update()`: ConditionEnv 版（後方互換）
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- **LoopBodyLocalInitLowerer**: Phase 191 で Pattern2 に統合完了。
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- 対応済み init 式: 整数リテラル、変数参照、二項演算（`local digit = i + 1`）
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- UpdateEnv の優先順位により ConditionEnv → LoopBodyLocalEnv の順で変数解決
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- 設計原則:
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- **箱理論**: 各 Box が単一責任を持ち、境界明確。
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- **決定性**: BTreeMap 使用で一貫した順序保証（PHI 生成の決定性）。
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- **Phase 192完了**: Complex addend（`v = v*10 + f(x)`）は ComplexAddendNormalizer で temp に分解してから NumberAccumulation に載せる。
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- `complex_addend_normalizer.rs`: Pure AST transformer（前処理箱）
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- Pattern2 統合完了、emission ライン再利用（変更なし）
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- 制約: MethodCall を含む init 式は Phase 193 で対応予定
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### 2.3 キャリア / Exit / Boundary ライン
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- **Phase 200-B: FunctionScopeCaptureAnalyzer (完了)**
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- ファイル: `src/mir/loop_pattern_detection/function_scope_capture.rs`
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- 責務: 関数スコープの「実質定数」を検出
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- 判定条件:
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1. 関数トップレベルで 1 回だけ定義
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2. ループ内で再代入なし
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3. 安全な初期式（文字列/整数リテラル）のみ
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- 結果: CapturedEnv に name, host_id, is_immutable を格納
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- **ConditionEnvBuilder v2**:
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- 責務: CapturedEnv から ParamRole::Condition として ConditionEnv に追加
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- 経路: analyze_captured_vars → build_with_captures → ConditionEnv.captured
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- 不変条件: Condition role は Header PHI / ExitLine の対象にならない
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- **Pattern 2 統合**: Phase 200-C で完了 ✅
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- MirBuilder.fn_body_ast フィールド追加
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- LoopPatternContext.fn_body 経由で Pattern 2 lowerer に渡す
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- analyze_captured_vars_v2() で構造的ループ検索（ポインタ比較 → AST 構造比較）
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- **Phase 200-C: digits.indexOf E2E 連携 (完了)**
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- 目的: 200-A/B インフラを実際に Pattern 2 経路に統合
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- 実装:
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- fn_body を MirBuilder → LoopPatternContext → Pattern 2 に渡す
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- analyze_captured_vars_v2() で構造的マッチング（AST Debug 文字列比較）
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- digits / s 等の関数ローカル定数が CapturedEnv に正しく捕捉される
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- 検証結果:
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- capture 検出: ✅ PASS
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- E2E 実行: ❌ BLOCKED（テストケースが Pattern 5+ 必要）
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- テストケース制約:
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- phase200_digits_atoi_min.hako: body-local `pos` を条件 `if pos < 0` で使用
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- → Pattern 5 (body-local promotion) が必要
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- **Phase 200-D: digits capture "実戦 1 本" 検証 (完了)**
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- 目的: capture 経路の E2E 検証（body-local なしのシンプルケース）
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- 検証結果:
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- capture 検出: ✅ PASS（base, limit, n 等が正しく CapturedEnv に）
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||
- ConditionEnv 統合: ✅ PASS（captured vars が ConditionEnv.captured に追加）
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- 実行: ⚠️ 別の制約でブロック（substring 未対応、キャリア更新型問題）
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- 成果:
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- capture 経路（analyze_captured_vars_v2 → ConditionEnv → Pattern 2）が正常動作
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- 関数スコープ定数が正しく検出・統合される
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- テストファイル: phase200d_capture_minimal.hako, phase200d_capture_in_condition.hako
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- **CarrierInfo / LoopUpdateAnalyzer / CarrierUpdateEmitter**
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- ファイル:
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- `src/mir/join_ir/lowering/carrier_info.rs`
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||
- `src/mir/join_ir/lowering/loop_update_analyzer.rs`
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- `src/mir/join_ir/lowering/carrier_update_emitter.rs`
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- 責務:
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- ループで更新される変数（carrier）を検出し、UpdateExpr を保持。
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- Pattern 4 では実際に更新されるキャリアだけを残す。
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- **Phase 188 完了** ✅: String 更新（StringAppendChar/StringAppendLiteral）を UpdateRhs ベースのホワイトリストで受理し、JoinIR BinOp を emit。
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- 許可: `UpdateRhs::Const`, `UpdateRhs::Variable`, `UpdateRhs::StringLiteral`
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- 拒否: `UpdateRhs::Other`（method call / nested BinOp 等の複雑パターンのみ）
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- Pattern2/4 の can_lower() で選別、carrier_update_emitter.rs で JoinIR 生成
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- **ExitMeta / JoinFragmentMeta**
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- ファイル: `carrier_info.rs`
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- 責務:
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- JoinIR lowerer が出口の JoinIR ValueId を記録（expr_result とキャリアを明確に分離）。
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- **LoopHeader PHI Builder**
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- ファイル:
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- `src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/loop_header_phi_info.rs`
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||
- `loop_header_phi_builder.rs`
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||
- 責務:
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- ループ変数とキャリアの PHI をヘッダブロックに生成し、entry/latch の 2 入力で SSA を確立。
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- instruction_rewriter が latch 側を埋めた後に finalize して挿入する。
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- **JoinInlineBoundary**
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- ファイル: `src/mir/join_ir/lowering/inline_boundary.rs`
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- 主フィールド:
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- `join_inputs / host_inputs`：ループパラメータの橋渡し
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- `condition_bindings`：条件専用変数の橋渡し（JoinIR ValueId を明示）
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- `exit_bindings`：キャリア出口の橋渡し（carrier 名を明示）
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- `expr_result` / `loop_var_name`：expr result / ヘッダ PHI 生成用のメタ情報
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- 責務:
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- 「host ↔ JoinIR」の境界情報の SSOT。各パターン lowerer がここに全て詰めてから merge する。
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- **BoundaryInjector**
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||
- ファイル: `src/mir/builder/joinir_inline_boundary_injector.rs`
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||
- 責務:
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- `join_inputs` と `condition_bindings` を entry block に Copy で注入し、JoinIR ローカル ID と host ID を接続。
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||
- **ExitLine (ExitMetaCollector / ExitLineReconnector / ExitLineOrchestrator)**
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- ファイル:
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- `src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/exit_line/mod.rs`
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- `exit_line/meta_collector.rs`
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- `exit_line/reconnector.rs`
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||
- 責務:
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- ExitMeta から exit_bindings を構築（Collector）。
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- 変数再接続はヘッダ PHI の dst を使って `builder.variable_map` を更新（Reconnector）。
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||
- expr 用の PHI には一切触れない（carrier 専用ライン）。
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- **ExprResultResolver（Phase 221-R 実装済み）**
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- ファイル: `src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/expr_result_resolver.rs`
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||
- 責務:
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- expr_result ValueId を exit_bindings/carrier_phis と照合し、適切な出口値を解決。
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- expr_result が carrier の場合: carrier PHI dst を返す（変数再接続と統一）。
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- expr_result が非 carrier の場合: remapped ValueId を返す（expr-only の値）。
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- 特徴:
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- Phase 33 モジュール化パターン準拠（ExitMetaCollector/ExitLineReconnector と同様）。
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- 4つのシナリオを unit test でカバー（carrier/non-carrier/None/error）。
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- merge/mod.rs から 64 行を抽出、-37 行のネット削減。
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- **JoinInlineBoundaryBuilder（Phase 200-2 / Phase 201 完了）**
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- ファイル: `src/mir/join_ir/lowering/inline_boundary_builder.rs`
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||
- 責務:
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- JoinInlineBoundary の構築を Builder パターンで統一化。
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- フィールド直書きの散乱を防ぎ、inputs/outputs/condition_bindings/exit_bindings/loop_var_name/expr_result の設定を fluent API で実施。
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- **Phase 201 で Pattern1/2/3/4 全てに適用完了**（境界情報組み立てを 1 箇所に集約）。
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- **JoinIRVerifier（Phase 200-3 追加）**
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- ファイル: `src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/mod.rs`（debug_assertions 専用関数）
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- 責務:
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- LoopHeader PHI / ExitLine 契約をデバッグビルドで検証する門番。
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- `verify_loop_header_phis()`: loop_var_name がある場合にヘッダ PHI が存在するか確認。
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- `verify_exit_line()`: exit_bindings が exit block に対応しているか確認。
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- `verify_joinir_contracts()`: merge_joinir_mir_blocks() の最後で全契約を一括チェック。
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- release ビルドでは完全に除去される（`#[cfg(debug_assertions)]`）。
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- **FunctionScopeCaptureAnalyzer / CapturedEnv（Phase 200-A 追加）**
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- ファイル: `src/mir/loop_pattern_detection/function_scope_capture.rs`
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- 責務:
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- 関数スコープで宣言され、ループ内で不変な変数（"実質定数"）を検出。
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- 例: `local digits = "0123456789"` in `JsonParser._atoi()`
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- CapturedVar: `{ name, host_id, is_immutable }`
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- CapturedEnv: 検出された変数のコレクション
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- **Phase 200-A**: 型と空実装のみ（skeleton）。
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- **Phase 200-B**: 実際の検出ロジックを実装予定（AST スキャン + 再代入チェック）。
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- **ParamRole enum（Phase 200-A 追加）**
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- ファイル: `src/mir/join_ir/lowering/inline_boundary_builder.rs`
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- 責務:
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- JoinInlineBoundary のパラメータ役割を明示的に区別。
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- LoopParam / Condition / Carrier / ExprResult の 4 種類。
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- **不変条件**:
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- **Condition 役**: PHI dst にしてはいけない（ループ内で更新されない）。
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- **Condition 役**: ExitLine の対象にも入れない（ループ外で使われない）。
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- 理由: 条件専用変数（例: `digits`）はループ内でのみ参照され、不変。
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- **Phase 200-A**: enum 定義のみ。
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- **Phase 200-B**: ルーティングロジック実装予定（CapturedEnv 統合時）。
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- **ConditionEnvBuilder::build_with_captures（Phase 200-A 追加）**
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- ファイル: `src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/condition_env_builder.rs`
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- 責務:
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- 将来 CapturedEnv を受け取り、ConditionEnv に統合する v2 入口。
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- **Phase 200-A**: 既存実装に委譲する skeleton。
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- **Phase 200-B**: CapturedEnv の変数を condition_bindings に追加する実装予定。
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### 2.4 expr result ライン（式としての戻り値）
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- **exit_phi_builder**
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- ファイル: `src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/exit_phi_builder.rs`
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- 責務:
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- JoinIR fragment が `expr_result` を持つときに exit ブロックへ PHI を生成。
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- carrier_inputs も受け取り exit ブロックに PHI を作るが、再接続の SSOT は LoopHeader PHI（ExitLine はヘッダ PHI を使用）。
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- **InstructionRewriter**
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- ファイル: `instruction_rewriter.rs`
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- 責務:
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- continuation 関数（k_exit）をスキップし、Return → exit ブロック Jump に変換。
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- `JoinFragmentMeta.expr_result` と exit_bindings をヘッダ PHI 経由で収集し、`exit_phi_inputs` / `carrier_inputs` を復活させた（SSA‑undef 修正済み）。
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- tail call を Branch/Jump に書き換えつつ、LoopHeaderPhiInfo に latch 入力を記録する。
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- **Select 展開の不変条件（Phase 196）**:
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- PHI の入力 ValueId は必ず `remapper.remap_instruction()` で remap 済みの MIR ValueId を使用。
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- InstructionRewriter では ValueId の二重 remap を行わない（block ID のみ remap）。
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- 詳細: [phase196-select-bug-analysis.md](./phase196-select-bug-analysis.md)
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## 3. JoinIR → MIR 統合の全体フロー
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1. Pattern router が AST/LoopFeatures から Pattern1–4 を選択し、各 lowerer が
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`(JoinModule, JoinFragmentMeta)` を生成。
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2. `JoinInlineBoundary` が:
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- ループ入力（join_inputs/host_inputs）
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- 条件変数（condition_bindings）
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- キャリア出口（exit_bindings）
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を保持。
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3. `merge_joinir_mir_blocks` が（マルチ関数対応）:
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- 全関数の BlockID を再割り当て（block_allocator）し、ValueId はパラメータを除外して収集。
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- Boundary の condition/exit Bindings の JoinIR ValueId も remap 対象に追加。
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- LoopHeader PHI を生成（loop_header_phi_builder）し、latch 側は instruction_rewriter が埋める。
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- instruction_rewriter で関数をマージしつつ Call→Jump に変換、k_exit 関数はスキップ。
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- BoundaryInjector で entry block に Copy を注入（join_inputs + condition_bindings）。
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- Header PHI を finalize → exit_phi_builder で expr_result/carrier の exit PHI を構築。
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- ExitLineOrchestrator がヘッダ PHI dst を使って variable_map を更新。
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- host の現在ブロックから JoinIR entry へ jump を張り、exit ブロックに切り替える。
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この全体フローの詳細は `src/mir/builder/control_flow/joinir/merge/mod.rs` と
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`phase-189-multi-function-mir-merge/README.md` を参照。
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## 4. JsonParser / Trim / P5 ループの現在地（Phase 170–181）
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### 4.1 JsonParser ループ空間と P1–P5
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Phase 181 で JsonParserBox 内の 11 ループを棚卸しした結果、
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構造的には **すべて JoinIR Pattern1–4 (+ P5) で扱える** ことが分かったよ。
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- 既に JoinIR 経路で動作しているもの:
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- `_skip_whitespace`（P2 + P5 Trim）
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- `_trim` leading/trailing（P2 + P5 Trim）
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- **Phase 182 で P1/P2 パターン検証完了** ✅:
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- Pattern1 (Simple): `_match_literal` 系ループで動作確認済み（apps/tests/phase182_p1_match_literal.hako）
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- Pattern2 (Break): 整数演算ループで動作確認済み（apps/tests/phase182_p2_break_integer.hako）
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- **ブロッカー発見**: 実際の JsonParser ループには 2 つの制約が必要:
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1. LoopBodyLocal 変数の扱い（`ch`, `digit_pos`, `pos` など）
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- 現状は Trim pattern 専用の carrier 昇格を試みてエラーになる
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- P1/P2 では純粋なローカル変数（昇格不要）として扱うべき
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2. 文字列連結フィルタ（Phase 178）
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- `num_str = num_str + ch` のような string concat を保守的に reject
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- JsonParser では必須の操作なので段階的に有効化が必要
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- **設計原則**:
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- string は「特別扱いのパターン」ではなく、あくまで MirType の 1 種類として扱う。
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- Pattern2/4 側で型名や変数名（`"result"`, `"num_str"` など）に依存した分岐は入れない。
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- LoopUpdateAnalyzer の `UpdateKind` / `UpdateRhs` で「安全な更新パターン」を列挙し、
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そのうち string にも適用可能なものだけを **ホワイトリストで許可**する。
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- 実際の lowering は CarrierUpdateLowerer / 式 Lowerer 側で行い、JoinIR のループ形（P1–P4）は増やさない。
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3. 数値の桁展開（Phase 190 設計完了）
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- `v = v * 10 + digit` のような NumberAccumulation パターンを UpdateKind で whitelist 制御。
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- 型制約: Integer のみ許可（String は StringAppendChar 使用）。
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- 検出: AST 構造解析（名前依存禁止）、Complex パターンは Fail-Fast で reject。
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- **Phase 183 で LoopBodyLocal 役割分離完了** ✅:
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- **設計**: LoopBodyLocal を 2 カテゴリに分類:
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- **Condition LoopBodyLocal**: ループ条件（header/break/continue）で使用 → Trim 昇格対象
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- **Body-only LoopBodyLocal**: ループ本体のみで使用 → 昇格不要、pure local 扱い
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- **実装**: TrimLoopLowerer に `is_var_used_in_condition()` ヘルパー追加
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- 条件で使われていない LoopBodyLocal は Trim 昇格スキップ
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- 5 つの unit test で変数検出ロジックを検証
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- **テスト**: `apps/tests/phase183_body_only_loopbodylocal.hako` で動作確認
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- `[TrimLoopLowerer] No LoopBodyLocal detected` トレース出力で body-only 判定成功
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- **次の課題（→Phase 184 で対応）**: body-local 変数の MIR lowering 対応（`local temp` in loop body）
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- Phase 183 では "Trim promotion しない" 判定まで完了
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- 実際の MIR 生成インフラは Phase 184 で実装済み（Pattern2/4 への統合は次フェーズ）
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### 4.2 Body-local 変数の MIR lowering 基盤（Phase 184）
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Phase 184 では、「条件には出てこない LoopBodyLocal 変数」を安全に JoinIR→MIR に落とすためのインフラ箱だけを追加したよ。
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- **LoopBodyLocalEnv**
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- 責務: ループ本体内で `local` 定義された変数の「JoinIR 側 ValueId のみ」を管理する。
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- 入力: ループ本体 AST / JoinIR ビルダー。
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- 出力: `name -> join_value_id` のマップ。
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- 特徴: host 側との対応は持たない。ConditionEnv とは完全に分離された「本体専用ローカル環境」。
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- **UpdateEnv**
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- 責務: UpdateExpr lowering 時の変数解決順序をカプセル化する。
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- 仕様: `ConditionEnv`（条件・キャリア）と `LoopBodyLocalEnv`（本体ローカル）を中で束ねて、
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`resolve(name)` で「条件→ローカル」の順に ValueId を返す。
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- 利用箇所: CarrierUpdateEmitter / CarrierUpdateLowerer が、変数名ベースで UpdateExpr を JoinIR に落とす時に利用。
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- **CarrierUpdateEmitter 拡張**
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- 責務: `LoopUpdateSummary`（UpdateKind）に応じて、int 系キャリア更新を JoinIR 命令に変換する。
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- 変更点: 直接 `variable_map` を読むのではなく、`UpdateEnv` 経由で名前解決するように変更。
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- 効果: 本体専用の LoopBodyLocal 変数（`temp` 等）を、Pattern2/4 から安全に扱える土台が整った。
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このフェーズではあくまで「ストレージ・名前解決・emit の箱」までで止めてあり、
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Pattern2/4 への統合（実際に Body-local 更新を使うループを JoinIR 経路に載せる）は次フェーズ（Phase 185 以降）の仕事として分離している。
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- 構造的に P1–P4 で対応可能（代表例）:
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- `_parse_number` / `_atoi`（P2 Break）- Phase 182 でブロッカー特定済み
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- `_match_literal`（P1 Simple while）- Phase 182 で動作確認済み ✅
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- `_parse_string` / `_parse_array` / `_parse_object`
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（P2 + P4 + P5 の組み合わせで表現可能なことを設計上確認済み）
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- 低優先度だが理論上は P1–P4 からの拡張で吸収可能:
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- `_unescape_string` など、複雑な continue / 条件付き更新を含むループ
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方針:
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- **ループの「形」は P1–P4 から増やさない**。
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複雑さ（LoopBodyLocal 条件、OR chain、continue 多用など）は BoolExprLowerer /
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ContinueBranchNormalizer / TrimLoopLowerer (P5) といった補助箱側で吸収する。
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- JsonParser 側の P5 適用（Trim / `_skip_whitespace` / `_parse_string` 最小版）は実証済み。
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残りのループは Phase 17x–18x で、P1–P4+P5 の組み合わせとして段階的に実装していく。
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### 4.3 JsonParser 実戦カバレッジ（Phase 221 時点）
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Phase 210–221 で「数値ループ＋if-sum」を実戦投入し、JoinIR インフラが **本番級に動作する** ことを確認したよ：
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- **実戦確認済みループ**（9/13 loops ≒ 69%）:
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- ✅ `_skip_whitespace` (P2 + P5 Trim, Phase 173)
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- ✅ `_trim` leading/trailing (P2 + P5 Trim, Phase 171/172)
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- ✅ `_match_literal` 最小版 (P1 Simple, Phase 210)
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- ✅ `_atoi` 最小版 (P2 Break, NumberAccumulation, Phase 190)
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- ✅ `_parse_number` 最小版 (P2 Break, NumberAccumulation, Phase 190)
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- ✅ if-sum 最小版 (P3 IfPHI, variable condition, Phase 212/220)
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- ✅ captured vars 最小版 (P2 Break, function-local const, Phase 200-D)
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- ✅ digits accumulate 最小版 (P2 Simple accumulation, Phase 200-D)
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- **Phase 210–221 の成果**:
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- 8 本すべて JoinIR → MIR → Runtime 完全成功（RC 正常）
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- Pattern1/2/3 自動ルーティング正常動作
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- NumberAccumulation (Mul+Add), if-sum (if条件付き更新), captured vars すべて正常
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- ConditionEnv/ConditionPatternBox/ExprResultResolver 統合完了
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- **制約発見ゼロ（基本パス）** - Phase 190/200/220 の統合が完璧に機能
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- **Phase 221 制約発見** (2025-12-09):
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- ⚠️ **LoopBodyLocal in condition**: break/continue 条件で loop-body-local 変数を使用（Pattern 5+ 必要）
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- ⚠️ **MethodCall whitelist**: body-local init で `substring` 未対応（Phase 193: indexOf/get/toString のみ）
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- ~~⚠️ **if condition pattern**: if-sum mode は `var CmpOp literal` のみ（`i > 0` は OK、`0 < i` や `i > j` は NG）~~ → **Phase 222 で解決済み✅**
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- **Phase 222 解決済み制約** (2025-12-10):
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- ✅ **if condition pattern**: ConditionPatternBox 正規化で左リテラル・変数同士の比較をサポート
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- `0 < i`, `len > i` → `i > 0`, `i < len` に正規化
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- `i > j` (var CmpOp var) - 直接サポート
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- テスト: phase222_if_cond_left_literal_min.hako → RC=2 達成
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- **残りループ** (Phase 222+ で段階的対応予定):
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- `_parse_array`, `_parse_object` (MethodCall 複数)
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- `_unescape_string` (複雑なキャリア処理)
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- `_atoi`/`_parse_number` 本体（LoopBodyLocal in condition 対応後）
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**結論**:
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- JoinIR 数値ループ基盤（NumberAccumulation + captured const + if-sum）は **実戦投入可能な成熟度** に到達 ✨
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- **Phase 221 で 3 種の既知制約を整理** - 次フェーズで Pattern 5+ 拡張 / MethodCall whitelist 拡張が候補
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## 5. selfhost / .hako JoinIR Frontend との関係
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JoinIR は Rust 側だけでなく、将来的に .hako selfhost コンパイラ側でも生成・解析される予定だよ：
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- .hako 側の JsonParser/分析箱は、Program JSON / MIR JSON v1 を読んで JoinIR/MIR を解析する。
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- Rust 側 JoinIR ラインの設計変更（特に ValueId/ExitLine/Boundary 周り）は、
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**必ずこのファイルを更新してから** .hako 側にも段階的に反映する方針。
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「JoinIR の仕様」「箱の責務」「境界の契約」は、このファイルを SSOT として運用していく。
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## 5. 関連ドキュメント
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- `docs/development/current/main/10-Now.md`
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- 全体の「いまどこ」を短くまとめたダッシュボード。
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- `docs/private/roadmap2/phases/phase-180-joinir-unification-before-selfhost/README.md`
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- JoinIR 統一フェーズ全体のロードマップと進捗。
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- 各 Phase 詳細:
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- 185–188: Strict mode / LoopBuilder 削除 / Pattern1–4 基盤
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- 189–193: Multi-function merge / Select bridge / ExitLine 箱化
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- 171–172 / 33‑10/13: ConditionEnv, ConditionBinding, JoinFragmentMeta, ExitLineRefactor 等
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- `docs/development/current/main/loop_pattern_space.md`
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- JoinIR ループパターン空間の整理メモ。
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どの軸（継続条件 / break / continue / PHI / 条件変数スコープ / 更新パターン）でパターンを分けるか、
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そして P1–P4 / Trim(P5) の位置づけと、今後追加候補のパターン一覧がまとまっている。
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## 6. Roadmap（JoinIR の今後のゴール）
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ここから先の JoinIR の「目指す形」を、箱レベルでざっくり書いておくよ。フェーズ詳細は各 phase ドキュメントに分散させて、このセクションは常に最新の方向性だけを保つ。
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### 6.1 直近（Phase 176-177 まわり）
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- **P5（Trim/JsonParser 系）ループの複数キャリア対応** ✅ Phase 176 完了 (2025-12-08)
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- 完了内容:
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- Pattern2 lowerer を全キャリア対応に拡張（ヘッダ PHI / ループ更新 / ExitLine）。
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- CarrierUpdateLowerer ヘルパで UpdateExpr → JoinIR 変換を統一。
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- 2キャリア（pos + result）E2E テスト完全成功。
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- 技術的成果:
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- CarrierInfo / ExitMeta / ExitLine / LoopHeaderPhiBuilder の multi-carrier 対応を Pattern2 lowerer で完全活用。
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- Trim pattern の「キャリア = ループ変数」という誤解を解消（loop_var は特殊キャリア）。
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- 次のステップ (Phase 177):
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- JsonParser `_parse_string` 本体を P2+P5 で通す（pos + result の 2 キャリアで実ループ動作確認）。
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### 6.2 中期（selfhost depth‑2 / JsonParser 本体）
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- **JsonParserBox / Trim 系ループの本線化**
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- 目標:
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- `_trim` / `_skip_whitespace` / `_parse_string` / `_parse_array` などの主要ループが、すべて JoinIR Pattern1–4 + P5 で通ること。
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- LoopConditionScopeBox + LoopBodyCarrierPromoter + TrimLoopHelper の上で安全に正規化できるループを広げていく。
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- 方針:
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- 「ループの形」は P1–P4 から増やさず、複雑さは BoolExprLowerer / ContinueBranchNormalizer / P5 系の補助箱で吸収する。
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- LoopPatternSpace の P6/P7/P12 候補（break+continue 同時 / 複数キャリア条件更新 / early return）は、実アプリで必要になった順に小さく足す。
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- **selfhost depth‑2（.hako JoinIR/MIR Frontend）**
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- 目標:
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- `.hako → JsonParserBox → Program/MIR JSON → MirAnalyzerBox/JoinIrAnalyzerBox → VM/LLVM` の深度 2 ループを、日常的に回せるようにする。
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- Rust 側の JoinIR は「JSON を受け取って実行・検証するランナー層」、.hako 側が「JoinIR/MIR を構築・解析する言語側 SSOT」という役割分担に近づける。
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- 前提:
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- 本ドキュメント（joinir-architecture-overview.md）を .hako 側の JoinIR 実装の参照設計として維持し、仕様変更は必ずここを更新してから .hako にも反映する。
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### 6.3 当面やらないこと（Non‑Goals）
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- ループパターンを闇雲に増やすこと
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- P1–P4（構造）＋ P5（body‑local 条件を昇格する補助パス）を「骨格」とみなし、
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新しいパターンが必要になったときは LoopPatternSpace に追記してから、小さな箱で補う方針。
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- LoopBuilder の復活や、JoinIR 以外の別ラインによるループ lowering
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- LoopBuilder 系は Phase 186–187 で完全に削除済み。
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ループに関する新しい要件はすべて JoinIR 側のパターン/箱の拡張で扱う。
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- JoinIR の中に言語固有のハードコード（特定 Box 名や変数名）を戻すこと
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- Trim/JsonParser 系は、構造（パターン）と補助箱（Promoter/Helper）で扱い、
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「sum」「ch」など名前ベースの判定は LoopUpdateSummary / TrimLoopHelper の内部に閉じ込める。
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この Roadmap は、JoinIR 層の変更や selfhost 深度を進めるたびに更新していくよ。
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## 7. JoinIR 第1章：基盤完成サマリ（2025-12-09 時点）
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### 7.1 現在の対応状況
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**Pattern サポート**:
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| Pattern | 説明 | 状態 |
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|---------|------|------|
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| P1 Simple | `loop(cond) { body }` | ✅ 完成 |
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| P2 Break | `loop(cond) { if(...) break }` | ✅ 完成 |
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| P3 If-PHI | `loop { if(...) a else b; use(φ) }` | ✅ 完成 |
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| P4 Continue | `loop { if(...) continue }` | ✅ 完成 |
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| P5 Trim | LoopBodyLocal → bool carrier 昇格 | ✅ 基本完成 |
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**UpdateKind サポート**:
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| UpdateKind | 例 | 状態 |
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|------------|-----|------|
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| CounterLike | `i = i + 1` | ✅ |
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| AccumulationLike | `sum = sum + x` | ✅ |
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| StringAppendChar | `s = s + ch` | ✅ |
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| StringAppendLiteral | `s = s + "lit"` | ✅ |
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| NumberAccumulation | `v = v * 10 + digit` | ✅ (Phase 190) |
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| Complex | method call 含む | ❌ Fail-Fast |
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**アーキテクチャ SSOT ライン**:
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- ✅ LoopHeaderPhiBuilder: ループ変数・キャリアの PHI を SSOT で生成
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- ✅ ExitLineReconnector: PHI dst → variable_map 接続
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- ✅ JoinInlineBoundaryBuilder: 全パターンで Builder パターン統一
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- ✅ JoinIRVerifier: デバッグビルドで契約検証
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- ✅ ExitLine Contract Verifier: PHI 配線検証（Phase 190-impl-D）
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### 7.2 残タスク（Phase 192+ で対応予定）
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1. **✅ body-local 変数の init + update lowering** → Phase 191 完了
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- `local digit = i + 1` のような body-local 変数の JoinIR/MIR 生成完了
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- 対応済み: 整数リテラル、変数参照、二項演算
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- テスト: `phase191_body_local_atoi.hako` → 期待値 123 ✅
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2. **✅ Complex addend 対応** → Phase 192 完了
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- `v = v * 10 + digits.indexOf(ch)` のような method call を含む NumberAccumulation対応
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- ComplexAddendNormalizer で `temp = f(x)` に分解してから NumberAccumulation に載せる実装完了
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- テスト: phase192_normalization_demo.hako → 123 ✅
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- 制約: MethodCall を含む init 式は Phase 193 で対応予定
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3. **✅ MethodCall を含む init 式の対応** → Phase 193 完了
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- `local digit = digits.indexOf(ch)` のような MethodCall init の lowering 完了
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- LoopBodyLocalInitLowerer 拡張（BoxCall emission）
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- メソッド whitelist: indexOf, get, toString 対応
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- 制約: body-local init のみ対応、condition 内の MethodCall は Phase 200+
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4. **✅ JsonParser 実戦投入（P1/P2/P5 検証）** → Phase 194 完了
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- 4/10 ループが JoinIR 経路で動作確認 (40% coverage)
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- Target loops: _skip_whitespace, _trim (x2), _match_literal
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- Deferred loops: _parse_number, _atoi (ConditionEnv constraint)
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- Deferred loops: _parse_string, _unescape_string (complex carriers)
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- Deferred loops: _parse_array, _parse_object (multiple MethodCalls)
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- 詳細: phase194-loop-inventory.md, phase194-jsonparser-deployment.md
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5. **Pattern 3 拡張（複数キャリア対応）** → Phase 195 + 196 完了 ✅
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- 目的: P3（If-Else PHI）で 2-3 個の Carrier を同時処理
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- **Phase 195**: Lowerer 側完了（multi-carrier PHI 生成: sum + count）✅
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- **Phase 196**: Select 二重 remap バグ修正 ✅
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- 根本原因: `instruction_rewriter.rs` で PHI inputs を二重 remap
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- 修正: block ID のみ remap、ValueId は既に remap 済み
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- **E2E 結果**: phase195_sum_count.hako → 93 ✅
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- 詳細: phase196-select-bug-analysis.md
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6. **✅ JoinIR 実戦適用（軽量ループ検証）** → Phase 197 完了 ✅
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- 目的: Phase 196 までの安定基盤を実戦の小さいループで検証
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- 対象ループ（5本）:
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1. `_match_literal` (P1) - JsonParser 単純 while ✅
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2. `_skip_whitespace` (P2) - JsonParser break パターン ✅
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3. `phase195_sum_count.hako` (P3 multi-carrier) ✅
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4. `loop_if_phi.hako` (P3 single-carrier) ✅
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5. `loop_min_while.hako` (P1 minimal) ✅
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- 結果:
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- [x] routing 確認: 全ループ whitelisted ✅
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- [x] E2E 実行: 4/5 ループで期待値出力、1/5 routing 確認 ✅
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- [x] 退行なし: Phase 190-196 テスト全 PASS ✅
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- 詳細: phase197-lightweight-loops-deployment.md
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7. **JsonParser/selfhost 実戦 JoinIR 適用状況** (2025-12-09 更新)
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| Function | Pattern | Status | Note |
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|----------|---------|--------|------|
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| `_match_literal` | P1 | ✅ JoinIR OK | Phase 197 検証済み（E2E PASS）|
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| `_skip_whitespace` | P2 | ✅ JoinIR OK | Phase 197 routing 確認（whitelisted）|
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| `_trim` (leading) | P5 | ✅ JoinIR OK | Phase 173 実証済み |
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| `_trim` (trailing) | P5 | ✅ JoinIR OK | Phase 173 実証済み |
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| `phase195_sum_count` | P3 | ✅ JoinIR OK | Phase 196 検証済み（multi-carrier）|
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| `loop_if_phi` | P3 | ✅ JoinIR OK | Phase 196 検証済み（single-carrier）|
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| `loop_min_while` | P1 | ✅ JoinIR OK | Phase 165 基本検証済み |
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| `_parse_number` | P2 | ⚠️ Deferred | ConditionEnv 制約（Phase 200+）|
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| `_atoi` | P2 | ⚠️ Deferred | ConditionEnv 制約（Phase 200+）|
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| `_parse_string` | P3 | ⚠️ Deferred | 複雑キャリア（Phase 195+ 拡張後）|
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| `_unescape_string` | P3 | ⚠️ Deferred | 複雑キャリア（Phase 195+ 拡張後）|
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| `_parse_array` | - | ⚠️ Deferred | 複数 MethodCall（Phase 195+）|
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| `_parse_object` | - | ⚠️ Deferred | 複数 MethodCall（Phase 195+）|
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**Coverage**: 7/13 ループ JoinIR 対応済み（54%）
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**Verification**: 4/7 ループ E2E PASS、3/7 structural/routing 確認済み
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8. **JsonParser 残り複雑ループへの適用（Phase 198+, 200+）**
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- Phase 200+: ConditionEnv 拡張 (function-scoped variables) → _parse_number, _atoi
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- Phase 198+: Pattern 3 拡張 (multi-flag carriers) → _parse_string, _unescape_string
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- Phase 198+: MethodCall 拡張 (multiple calls in body) → _parse_array, _parse_object
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- selfhost `.hako` コンパイラの全ループを JoinIR で処理 (Phase 210+)
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9. **Pattern 3 If-Sum AST ベース実装** → Phase 213-217 完了 ✅
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- **Phase 213**: If-sum パターン AST ベース lowerer 実装
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- `loop_with_if_phi_if_sum.rs`: AST 抽出 + JoinIR 生成
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- Dual-mode 構成: if-sum mode / legacy mode
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- **Phase 214**: Dynamic join inputs 対応（hardcoded 3-input 除去）
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- **Phase 215**: ExprResult exit contract 確立
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- **Phase 216**: Selfhost if-sum production test 検証
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- **Phase 217**: Multi-carrier if-sum 動作確認（追加実装ゼロ行）
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- 詳細: phase213-if-sum-implementation.md, phase217-if-sum-multi.md
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10. **Phase 218: JsonParser If-Sum 適用調査** → 🔍 調査完了
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- **目的**: JsonParser-style if-sum パターン (`sum = sum + digit`) への Pattern 3 適用
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- **結果**: パターン認識ギャップを発見
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- Phantom `count` carrier が誤検出され、`is_if_sum_pattern()` が false
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- AST ベース lowerer は実装済みだが起動されていない
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- 根本原因: carrier 検出ロジックの name heuristic が脆弱
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- **次フェーズ**: Carrier 検出修正（Phase 219）
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- 詳細: phase218-jsonparser-if-sum-min.md
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