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CSE Pass Callee フィールド対応修正 - 完了報告

日付

2025-12-05

概要

CSE (Common Subexpression Elimination) パスの instruction_key() 関数で Call 命令の callee フィールドを無視していたバグを修正しました。

問題

根本原因

src/mir/passes/cse.rs の instruction_key() 関数が Call 命令のキー生成時に callee フィールドを無視していました：

// 修正前（バグあり）
MirInstruction::Call { func, args, .. } => {
    format!("call_{}_{}", func.as_u32(), args_str)
    // ← callee フィールドを無視！
}

影響範囲

これにより、以下のような問題が発生する可能性がありました：

1. 異なるメソッドの誤統合：

   %r1 = call Method { receiver: %obj, method: "upper", ... } ()
   %r2 = call Method { receiver: %obj, method: "lower", ... } ()
   // 両方とも "call_<obj>_" という同じキー → 誤って統合される可能性
   

2. Global 関数の情報損失：

   %r1 = call Global("print") (%msg)
   // callee 情報が失われ、func の ValueId だけでキー生成
   

修正内容

コード変更

src/mir/passes/cse.rs の instruction_key() 関数を修正（行 81-126）：

MirInstruction::Call { callee, func, args, .. } => {
    let args_str = args.iter()
        .map(|v| v.as_u32().to_string())
        .collect::<Vec<_>>()
        .join(",");

    // callee 情報を含めて正確なキー生成
    if let Some(c) = callee {
        use crate::mir::Callee;
        match c {
            Callee::Global(name) => {
                format!("call_global_{}_{}", name, args_str)
            }
            Callee::Method { box_name, method, receiver, .. } => {
                let recv_str = receiver
                    .map(|r| r.as_u32().to_string())
                    .unwrap_or_else(|| "static".to_string());
                format!("call_method_{}.{}_{}_{}",
                        box_name, method, recv_str, args_str)
            }
            Callee::Value(v) => {
                format!("call_value_{}_{}", v.as_u32(), args_str)
            }
            Callee::Extern(name) => {
                format!("call_extern_{}_{}", name, args_str)
            }
            Callee::Constructor { box_type } => {
                format!("call_ctor_{}_{}", box_type, args_str)
            }
            Callee::Closure { .. } => {
                // Closures are unique by definition
                format!("call_closure_{}_{}", func.as_u32(), args_str)
            }
        }
    } else {
        // Legacy path: backward compatibility
        format!("call_legacy_{}_{}", func.as_u32(), args_str)
    }
}

キー生成方式

Callee 種類	キー形式	例
Global	call_global_{name}_{args}	call_global_print_200
Method	call_method_{box}.{method}_{receiver}_{args}	call_method_StringBox.upper_100_
Value	call_value_{vid}_{args}	call_value_42_200
Extern	call_extern_{name}_{args}	call_extern_libc.malloc_1024
Constructor	call_ctor_{box_type}_{args}	call_ctor_StringBox_5
Closure	call_closure_{func}_{args}	call_closure_99_
None (legacy)	call_legacy_{func}_{args}	call_legacy_42_200

テスト結果

単体テスト（standalone）

✅ Test 1: 同じ receiver、異なる method → 異なるキー
   call_method_StringBox.upper_100_ ≠ call_method_StringBox.lower_100_

✅ Test 2: 異なる receiver、同じ method → 異なるキー
   call_method_StringBox.upper_100_ ≠ call_method_StringBox.upper_101_

✅ Test 3: 完全に同じ呼び出し → 同じキー（CSE が効く）
   call_method_StringBox.upper_100_ == call_method_StringBox.upper_100_

✅ Test 4: Global 関数呼び出し → 正しいキー
   call_global_print_200

✅ Test 5: Legacy 呼び出し（callee なし）→ 互換性維持
   call_legacy_42_200

統合テスト

✅ apps/tests/loop_if_phi.hako        - sum=9（正常）
✅ apps/tests/peek_expr_block.hako    - found one（正常）
✅ apps/tests/loop_min_while.hako     - 0 1 2（正常）
✅ apps/tests/string_ops_basic.hako   - len=5, sub=bcd（正常）

ビルド結果

✅ cargo build --release
   Compiling nyash-rust v0.1.0
   Finished `release` profile [optimized] target(s) in 0.10s

達成効果

✅ 正確性向上

• 異なるメソッド呼び出しを正しく区別
• receiver と method の両方を考慮したキー生成
• Global/Extern/Constructor 呼び出しを明確に分離

✅ バグ予防

• 同じ receiver でも異なるメソッドは別のキーに
• 異なる receiver でも同じメソッドは別のキーに
• callee 情報の完全活用

✅ 後方互換性

• callee: None の legacy path で既存コード継続動作
• 段階的移行をサポート

✅ パフォーマンス

• キー生成コストはわずか（許容範囲）
• CSE の効果は維持（正確性向上）

技術的洞察

Callee 型の重要性

ChatGPT5 Pro が設計した Callee enum は、MIR Call 命令の型安全性を大幅に向上させました：

1. コンパイル時解決: 関数呼び出しの種類を型で表現
2. シャドウイング回避: 実行時文字列解決から脱却
3. 最適化基盤: CSE などのパスが正確な情報を利用可能

CSE での活用

Callee 情報により、CSE パスは以下を正確に判断できます：

• 同じメソッド呼び出しの検出（receiver + method）
• 異なる呼び出しの区別（Global vs Method vs Extern）
• Constructor と Closure の特別扱い

関連ドキュメント

• MIR Callee 革新
• Callee 実装ロードマップ
• CSE Pass 修正提案

今後の展開

短期（Phase 33）

• ✅ CSE Pass の callee 対応完了
• 🔄 他の最適化パスでの callee 活用検討

中期（Phase 34）

• 型推論での callee 情報活用
• インライン化での callee 情報利用

長期（Phase 40+）

• Callee ベースの高度な最適化
• JIT での callee 情報活用

結論

CSE Pass の callee 対応修正は完全に成功しました。修正は最小限（約50行）で、テストは全て通過し、期待される効果を達成しています。

この修正により、CSE パスは MIR Call 命令の callee 情報を正確に利用し、異なる呼び出しを正しく区別できるようになりました。これは MIR Callee 型革新（Phase 15.5）の重要な実装成果の一つです。

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実装者: Claude Code レビュー: 完了 マージ準備: Ready ✅