Phase 20.12 — Performance Optimization (AOT & VM) + PHI Localization
目的
- AOT（EXE）と VM の実行性能を、構造を崩さずに最適化する。
- 入口は AotBox（プラグイン優先）を維持し、最適化は箱の内側 or 上位スクリプト層で行う（Box‑First）。
性能目標（現実的レンジ）
- EXE（AOT）: C言語の 60〜80%（単純ループは過去計測で ≥60% を確認済み）
- VM: Python（CPython）と同程度（±20%）を目指す
- 備考: 箱（Box）生成コストがボトルネックのため、割付パターン/再利用の改善で達成を狙う
範囲
- AOT前処理（Hakoruneスクリプト層）：AotPrepBox（JSON正規化/定数畳み込み/リンクフラグ生成）
- VMホットパス（Hakoruneスクリプト層）：VMHotPathBox（軽量ディスパッチ/メソッドマップ事前構築）
- 既存C‑ABI/FFIの Fail‑Fast/短文診断方針は不変
ゲート（既定）
- AOT 前処理: 20.12 では dev/quick プロファイルで既定 ON（
HAKO_AOT_PREP=1,HAKO_AOT_PREP_LANG=1）。- 失敗時は Rust 前処理へフォールバックし Fail‑Fast を維持。
- CI/integration プロファイルは段階移行中は既定 OFF を維持（安定後に昇格）。
- VM ホットパス:
HAKO_VM_FAST_PATH=1（既定OFF、段階導入）
受け入れ基準（抜粋）
- 代表マイクロベンチで EXE が C の 0.6× 以上、VM が Python 比 ±20% 以内
- 既存スモークは緑（Fail‑Fast/短文維持、SKIP方針は不変）
- dist 形状での FFI 既定探索は docs の手順で再現可能
ベンチ指針（起動コスト対策）
- subtract ベースライン（ret0 EXE）＋固定N の net 時間で it/s を推定（
HAKO_BENCH_SUBTRACT_STARTUP=1）。 - N 自動プローブ（
HAKO_BENCH_AUTOPROBE=1,HAKO_BENCH_MIN_DT=…）で起動コスト影響を最小化。 - in‑process ベンチ（warm‑up → 計測のみ）を代表（sum/mul）として併用し、EXE の実力を定点観測。
デフォルト化の方針（AOT 前処理）
- フェーズ 1（本フェーズ内）: dev/quick で既定 ON。負例スモークと sidecar MIR 観測で回帰監視。
- フェーズ 2（次フェーズ） : integration-core で既定 ON に昇格。全ベンチ中央値が基準を満たすこと。
- ロールバック容易性 : いずれも
HAKO_AOT_PREP=0またはHAKO_AOT_PREP_LANG=0で即座に OFF。
リスクと対策
- 最適化で意味論が動くリスク → すべてゲート化＋スモークでパリティ観測
- リンク環境差（Linuxのリンカ差）→ 既存回避策（-no-pie / lld 推奨）を引き続き提示
実装メモ（このパスで詰め済み）
- AotPrep in‑place の対象関数選定を拡張：
main優先→存在しない場合はfunctions[]を順次走査し、最初に安全パターンが見つかった関数で in‑place 置換（const→ret）。 - CFG 正規化（最小）：first block の instructions 配列に限定し、二重の const + binop(+/−/*) + ret の連鎖のみを畳み込み。その他のCFG/複数ブロックは恒等（Fail‑Fastなし）。
- VM HotPath v0.1：整数 Add/Mul/Sub の superinstruction を
HAKO_VM_FAST_PATH=1時にのみ有効化。quick プロファイルで既定 ON。
PHI Localization（LocalizationPhiBox）
- 新規箱
lowering/localize_phi.pyを導入。pred==1 の場合に限り、局所PHIを作らず pred 終端のSSAを i64 正規化して“そのまま”使う。 mir_call.pyの console 降ろしでは、PhiDispatchPointが 0 を返した場合に LocalizationPhiBox を試行。multi‑pred の場合は pred スナップショットの最初の値を安全に採用（i64 正規化）し、最終的な意味論は predeclare→finalize の正道に委譲。- predeclare は multi‑pred のみに限定（empty PHI を避ける）。PHI は常にブロック先頭で生成され、グルーピング/支配関係の LLVM 規約を維持。
- スモーク追加：
strict_print_loop_exe.sh（ループ最終値の print が 1000）、strict_print_if_merge_exe.sh（if-merge の print が 1000）。