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MIR Callee型実装ロードマップ - Phase 15.4

概要

ChatGPT5 Pro設計案に基づく、MIR Call命令の根本的改良実装計画。3段階の段階的実装により、破壊的変更を回避しながら設計革新を実現。

実装優先度マトリックス

段階	実装コスト	効果	リスク	期間	優先度
Phase 1: 最小変更	⭐	⭐⭐⭐	⭐	2-3日	🟢 最高
Phase 2: HIR導入	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐	1-2週間	🟡 高
Phase 3: 言語仕様	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐	1ヶ月	🟠 中

Phase 1: 最小変更実装（即実装可能）

🎯 目標: 破壊的変更なしでCallee型基盤確立

📋 実装チェックリスト

Step 1.1: MIR型定義追加

• src/mir/mod.rs: Callee列挙型定義
• src/mir/mod.rs: Call構造体にcalleeフィールド追加
• 互換性テスト: 既存MIRテストの全面パス確認

Step 1.2: ビルダー修正

• src/mir/builder/builder_calls.rs: resolve_call_target()実装
• src/mir/builder/builder_calls.rs: build_function_call()修正
• ビルトイン関数リスト作成: is_builtin_function()
• 警告システム追加: emit_warning()

Step 1.3: 実行器対応

• src/backend/vm/: Callee対応実行器
• src/backend/llvm/: LLVM Callee変換
• src/backend/pyvm/: PyVM Callee処理
• フォールバック処理: 旧func使用時の警告

Step 1.4: テスト・検証

• 基本テスト: print("hello")→Callee::Global変換
• ボックステスト: obj.method()→Callee::Method変換
• 互換性テスト: 全既存テストのパス確認
• MIRダンプ確認: Callee情報の正確な出力

📂 具体的ファイル変更

src/mir/mod.rs

// 追加: Callee型定義
#[derive(Debug, Clone, PartialEq)]
pub enum Callee {
    Global(String),
    Method {
        box_name: String,
        method: String,
        receiver: Option<ValueId>,
    },
    Value(ValueId),
    Extern(String),
}

// 修正: Call構造体
#[derive(Debug, Clone, PartialEq)]
pub struct Call {
    pub dst: Option<ValueId>,
    pub func: ValueId,              // 既存（廃止予定）
    pub callee: Option<Callee>,     // 新規（優先）
    pub args: Vec<ValueId>,
    pub effects: EffectMask,
}

src/mir/builder/builder_calls.rs

impl MirBuilder {
    // 新規: 呼び出し先解決
    fn resolve_call_target(&self, name: &str) -> Result<Callee, String> {
        // 1. ビルトイン関数チェック
        if self.is_builtin_function(name) {
            return Ok(Callee::Global(name.to_string()));
        }

        // 2. 現在のボックスメソッドチェック
        if let Some(box_name) = &self.current_static_box {
            if self.has_method(box_name, name) {
                self.emit_warning(Warning::PotentialSelfRecursion {
                    method: name.to_string()
                });
                return Ok(Callee::Method {
                    box_name: box_name.clone(),
                    method: name.to_string(),
                    receiver: None,
                });
            }
        }

        // 3. ローカル変数として関数値
        if self.variable_map.contains_key(name) {
            let value_id = self.variable_map[name];
            return Ok(Callee::Value(value_id));
        }

        // 4. 解決失敗
        Err(format!("Unresolved function: {}", name))
    }

    // 新規: ビルトイン関数判定
    fn is_builtin_function(&self, name: &str) -> bool {
        matches!(name, "print" | "error" | "panic" | "exit" | "now")
    }

    // 修正: 関数呼び出しビルド
    pub fn build_function_call(
        &mut self,
        name: String,
        args: Vec<ASTNode>
    ) -> Result<ValueId, String> {
        let callee = self.resolve_call_target(&name)?;

        let mut arg_values = Vec::new();
        for arg in args {
            arg_values.push(self.build_expression(arg)?);
        }

        let dst = self.value_gen.next();

        // 新型使用
        self.emit_instruction(MirInstruction::Call {
            dst: Some(dst),
            func: self.value_gen.next(), // ダミー（互換性）
            callee: Some(callee),
            args: arg_values,
            effects: EffectMask::READ,
        })?;

        Ok(dst)
    }
}

src/backend/vm/mod.rs

// Callee対応実行器
fn execute_call(
    vm: &mut VM,
    dst: Option<ValueId>,
    func: ValueId,
    callee: Option<&Callee>,
    args: &[ValueId],
) -> Result<(), VMError> {
    if let Some(callee) = callee {
        match callee {
            Callee::Global(name) => {
                execute_global_function(vm, name, args, dst)
            },
            Callee::Method { box_name, method, receiver } => {
                execute_method_call(vm, box_name, method, receiver, args, dst)
            },
            Callee::Value(func_val) => {
                execute_dynamic_call(vm, *func_val, args, dst)
            },
            Callee::Extern(name) => {
                execute_extern_call(vm, name, args, dst)
            },
        }
    } else {
        // フォールバック: 旧実装（警告付き）
        eprintln!("Warning: Using deprecated string-based function call");
        execute_string_based_call(vm, func, args, dst)
    }
}

🧪 テスト戦略

基本機能テスト

// Test 1: グローバル関数
print("Hello World")  // → Callee::Global("print")

// Test 2: ボックスメソッド
static box Test {
    method() {
        print("from method")  // → 警告 + Callee::Method
    }
}

// Test 3: 関数値
local f = print
f("dynamic")  // → Callee::Value

MIRダンプ検証

# 期待される出力
call global "print" ["Hello World"]
call method Test::method() ["from method"]  # 警告付き
call value %42 ["dynamic"]

Phase 2: HIR導入（中期）

🎯 目標: コンパイル時名前解決の確立

📋 実装計画

• AST→HIR変換層追加
• Symbol Table構築
• BindingId→FunctionId/MethodIdマッピング
• MIRビルダの文字列依存完全排除

🗓️ 実装期間: 1-2週間

Phase 3: 言語仕様統合（長期）

🎯 目標: 明示的スコープと完全修飾名

📋 実装計画

• パーサー拡張: ::print, global::print
• 完全修飾名システム
• import/moduleシステム
• 静的解析・リンタ統合

🗓️ 実装期間: 1ヶ月

Phase 15統合戦略

セルフホスティング安定化への直接寄与

1. using system連携

   • using nyashstd→Callee::Global統合
   • built-in namespace解決の最適化

2. PyVM最適化

   • 型付き呼び出しによる実行高速化
   • 動的解決オーバーヘッド削減

3. LLVM最適化

   • 静的解決による最適化機会拡大
   • インライン化・特殊化の実現

80k→20k行目標への寄与

削減予想（Phase 1のみ）

• 実行時解決ロジック削減: ~800行
• エラー処理の簡略化: ~400行
• デバッグコードの削減: ~300行
• Phase 1合計: ~1500行（目標の7.5%）

削減予想（全Phase完了時）

• 名前解決の一元化: ~2000行
• 実行時解決完全排除: ~1500行
• デバッグ・エラー処理: ~1000行
• 全Phase合計: ~4500行（目標の22.5%）

リスク管理

実装リスク

• 互換性破損: Optionによる段階移行で回避
• パフォーマンス劣化: ベンチマークによる継続監視
• 複雑性増大: 明確な段階分離とドキュメント化

検証方法

• 各段階でのスモークテスト実施
• 既存テストスイートの全面グリーン維持
• パフォーマンスベンチマークの継続実行

成功指標

Phase 1成功基準

• 全既存テストパス（グリーン維持）
• シャドウイング無限再帰の完全排除
• MIRダンプにCallee情報正確表示
• 警告システムの適切な動作
• パフォーマンス劣化なし（±5%以内）

最終成功基準

• 実行時文字列解決の完全排除
• コンパイル時エラー検出の実現
• デバッグ体験の劇的改善
• 80k→20k行目標への明確な寄与
• Phase 15セルフホスティング安定化

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実装開始: 2025-09-23 Phase 1完了予定: 2025-09-26 最終完了予定: 2025-10-23

この計画はChatGPT5 Proとの協働により策定され、段階的実装により確実な成功を目指します。