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LoopForm IR / LifeBox Model — PoC計画（安全な縦スライス）

コア要件（不変条件）

• ループ正規形: すべての制御は loop.begin → loop.iter → loop.branch → loop.end の列で現れ、dispatchブロックで合流（PHIはdispatch直後のみ）。
• Signal整合性: LoopSignal<T> = Next/Break/Yield/Return は i8タグ＋単一SSAペイロード。4タグは厳密相互排他。
• 単一継続点: Loopごとに1出口（break/return合流点）。Loop1は必ず即時畳み込み（inline）でゼロコスト化。
• 可逆性: LoopForm → Core‑13 への逆Loweringは常に可能（フラグでON/OFF）。

IR最小仕様（再掲）

• Signal: 表層 LoopSignal<T> / 実体 { i8 tag, T payload }（tag=0/1/2/3）。
• 命令4種（中間正規形）:
  • loop.begin %lp（メタ: ソース位置/ID）
  • loop.iter %sig, %lp, %state — LoopBox 1反復を実行して Signal を返す
  • loop.branch %sig { onNext: L1, onBreak: L2, onYield?: L3, onReturn?: L4 }
  • loop.end %lp
• LoopBox契約: どのBoxも init → step(state) → fini。通常Boxは step が1回で Break(result)（=Loop1）。

逆Lowering規則（抜粋）

• scope: Loop1（iter→即Break→end）→ 直列化
• while: iter→Nextで継続、Breakで終了（dispatch合流）→ br/jump へ
• if: Loop1（条件→ next/break(path)）→ branch+phi へ
• return: Break(Return v) に統一→最上位dispatch合流で Return v へ

PoC範囲

• 命令セット: 4命令 + Signal型のみ。対象は while / scope / if（Loop1）に限定。
• 逆Lowering: Core‑13へ完全可逆（VM/Interpreter 経路の実行一致）。
• 最適化: Loop1インライン畳み込み（Yieldなしのstate省略、dispatch一点合流）を先行実装。

受入基準

• 構造: dispatch合流点のみでPHI（Printer/Verifierで検出可能）。
• 結果一致: 5スモーク（const/return, add, branch+phi, while, nested-branch）が現行MIRと一致。
• トレース: covered/unsupported と decisions(allow,fallback) をLoopForm/逆Lowering双方で採取できる。

拡張の切り口（後続）

• 関数/returnの完全Loop化: ReturnをSignalに残すか、Loop外のReturn命令に落とすかをflag化。
• generator/async: YieldをSignalに昇格。state＝継続スロットを LoopBox側で保持（状態箱を1st-classに）。
• 効果モデル: effect lattice（Pure/RO/Side）をSignalに乗せ、dispatchでbarrier位置を決めやすく。
• AOT/JSON v0: mir_version/extensionsでLoopFormは“中間正規形”として明示。