hakorune/docs/development/current/main/phase191-body-local-integration.md

Phase 191: Body-Local Init & Update Lowering Integration

Status: Ready for Implementation Date: 2025-12-09 Prerequisite: Phase 190-impl complete (NumberAccumulation + PHI wiring fixed)

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目的

Phase 184/186 で作った LoopBodyLocalEnv, UpdateEnv, LoopBodyLocalInitLowerer を Pattern2/4 の中に本番統合して、local digit = ... などの body-local を JoinIR/MIR にきちんと落とす。

P2/P4 の既存ループ（_atoi など）を、body-local を含んだ形でも JoinIR で動かせるようにする。

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Task 191-1: 対象ケースの再確認（1本に絞る）

目標

「いま body-local が原因で JoinIR を OFF にしている代表ループ」を 1 本だけ選ぶ。

候補

// _atoi 簡略版
local digit = s[i] - '0'
result = result * 10 + digit

または body-local を使う最小テスト:

// phase191_body_local_atoi.hako
static box Main {
    main() {
        local result = 0
        local i = 0
        loop(i < 3) {
            local digit = i + 1    // body-local
            result = result * 10 + digit
            i = i + 1
        }
        print(result)  // Expected: 123
        return 0
    }
}

成果物

• 選定した代表ループのファイルパス
• なぜ現在 JoinIR で通らないかの説明（body-local init が emit されていない）

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Task 191-2: LoopBodyLocalInitLowerer の統合

対象ファイル

• src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern2_with_break.rs
• 必要なら pattern4_with_continue.rs も

実装内容

ループ lowering の流れの中で:

1. ループ本体 AST を LoopBodyLocalInitLowerer に渡して、 body-local の local 定義 (digit = ...) を JoinIR に emit しつつ、 LoopBodyLocalEnv に name -> join_id を登録させる。

2. ここで emit するのは「init 分」だけ（Update 分は既に CarrierUpdateEmitter + UpdateEnv に任せる）。

init emission の位置

• ループ body の 先頭（carrier update より前）に出るようにする。
• JoinIR 側の ValueId 空間は、Phase 190-impl-D での衝突回避ルール (body_local_start_offset) に従う。

コード変更例

// pattern2_with_break.rs 内

// Phase 191: Emit body-local initializations
let body_local_env = LoopBodyLocalInitLowerer::lower_init(
    &body_ast,
    &mut join_builder,
    &mut alloc_body_local_value,
)?;

// Phase 191: Create UpdateEnv with both condition and body-local
let update_env = UpdateEnv::new(condition_env.clone(), body_local_env.clone());

// Emit carrier updates using UpdateEnv
for (carrier_name, update_expr) in &carrier_info.updates {
    CarrierUpdateEmitter::emit_carrier_update_with_env(
        &mut join_builder,
        carrier_name,
        update_expr,
        &update_env,
    )?;
}

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Task 191-3: UpdateEnv 統合の確認

対象ファイル

• src/mir/join_ir/lowering/carrier_update_emitter.rs（すでに UpdateEnv 対応済み）

確認内容

選んだ代表ループで:

• UpdateEnv が:
  • ConditionEnv（LoopParam / OuterLocal）
  • LoopBodyLocalEnv（今回 lower した init の join_id） 両方を見て digit や temp を正しく解決できているか確認。

ユニットテスト追加

body-local digit を含む NumberAccumulation 更新を与えて、 JoinIR 側で Mul/Add 生成がエラーなく通ること:

#[test]
fn test_number_accumulation_with_body_local() {
    // UpdateEnv with body-local "digit" → ValueId(10)
    let mut body_local_env = LoopBodyLocalEnv::new();
    body_local_env.register("digit", ValueId(10));

    let condition_env = ConditionEnv::new();
    let update_env = UpdateEnv::new(condition_env, body_local_env);

    // Resolve "digit" should return ValueId(10)
    assert_eq!(update_env.resolve("digit"), Some(ValueId(10)));
}

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Task 191-4: E2E テスト

テストケース

191-1 で選んだ Minimal _atoi ループを:

• body-local 版（local digit = ...）に戻して、
• NYASH_JOINIR_CORE=1 で実行 → 期待値が返ることを確認。

# E2E テスト実行
./target/release/hakorune apps/tests/phase191_body_local_atoi.hako
# Expected output: 123

退行チェック

• 既存の int-only ループ（body-local なし）が引き続き動くこと
  • phase190_atoi_impl.hako → 12
  • phase190_parse_number_impl.hako → 123
• Trim/JsonParser の P5/P2 ラインに影響がないこと

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Task 191-5: ドキュメント更新

更新対象

1. phase184-body-local-mir-lowering.md / phase186-body-local-init-lowering.md:

   • 「Phase 191 で Pattern2/4 に統合完了」と追記
   • 代表ループ名と、init → UpdateEnv → PHI → ExitLine までの流れを 1 ケースだけ図解

2. CURRENT_TASK.md:

   • Phase 191: 完了マーク
   • 残タスク（もし他のループは後回しにするなら）を更新

3. joinir-architecture-overview.md:

   • Section 7.2 の残タスク「body-local 変数の init + update lowering」を完了マークに更新

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成功基準

• 代表ループ（body-local 版 _atoi）が JoinIR only で期待値を返す
• 既存テスト（phase190_*.hako）が退行しない
• UpdateEnv が body-local 変数を正しく解決できる
• ドキュメントが更新されている

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実装完了レポート (2025-12-09)

実装概要

Phase 191 が完全成功しました！ LoopBodyLocalInitLowerer を Pattern2 に統合し、body-local 変数の初期化式を JoinIR に正しく降下できるようになりました。

主な変更

1. loop_with_break_minimal.rs:

   • 関数シグネチャに body_ast: &[ASTNode] を追加
   • body_local_env: Option<&mut LoopBodyLocalEnv> に変更（mutable）
   • ループ body の先頭で LoopBodyLocalInitLowerer を呼び出し、初期化式を JoinIR に emit
   • Carrier update の前に body-local init を配置（正しい依存順序）

2. pattern2_with_break.rs:

   • collect_body_local_variables 呼び出しを削除（ValueId の二重割り当てを回避）
   • 空の LoopBodyLocalEnv を作成し、LoopBodyLocalInitLowerer に委譲
   • lower_loop_with_break_minimal に _body AST を渡すよう修正

3. テストファイル:

   • apps/tests/phase191_body_local_atoi.hako 新規作成
   • local digit = i + 1 パターンで body-local 変数を使用
   • result = result * 10 + digit で NumberAccumulation パターン検証

4. テスト修正:

   • tests/json_program_loop.rs の program_loop_body_local_exit を修正
   • スコープ外の body-local 変数参照を削除（正しい動作に修正）

実行結果

$ ./target/release/hakorune apps/tests/phase191_body_local_atoi.hako
123  # ✅ 期待値通り

$ ./target/release/hakorune apps/tests/phase190_atoi_impl.hako
12   # ✅ 退行なし

$ ./target/release/hakorune apps/tests/phase190_parse_number_impl.hako
123  # ✅ 退行なし

$ cargo test --release json_program_loop
test json_loop_simple_verifies ... ok
test json_loop_body_local_exit_verifies ... ok
test json_loop_with_continue_verifies ... ok
# ✅ 全テストパス

技術的発見

1. ValueId 二重割り当て問題:

   • 旧実装: collect_body_local_variables が ValueId を事前割り当て → LoopBodyLocalInitLowerer がスキップ
   • 解決: 空の LoopBodyLocalEnv を渡し、LoopBodyLocalInitLowerer に完全委譲

2. JoinIR ValueId 空間:

   • JoinIR は独立した ValueId 空間を持つ（0 から開始）
   • Host ValueId へのマッピングは merge 段階で実施
   • body_local_start_offset は Host 空間の概念であり、JoinIR には不要

3. UpdateEnv の優先順位:

   • ConditionEnv（ループパラメータ・条件変数）が最優先
   • LoopBodyLocalEnv（body-local 変数）がフォールバック
   • この順序により、シャドウイングが正しく動作

制限事項

現在の実装では以下の初期化式のみサポート:

• 整数リテラル: local x = 42
• 変数参照: local y = i
• 二項演算: local z = i + 1, local w = pos - start

未サポート（Fail-Fast）:

• メソッド呼び出し: local s = str.substring(...)
• 文字列操作: local t = s + "abc"
• 複雑な式: ネストした呼び出し、非算術演算

次のステップ

Phase 191 で以下が達成されました:

• Pattern 2 への body-local init lowering 統合
• UpdateEnv による body-local 変数解決
• NumberAccumulation パターンでの動作検証
• 既存テストの退行なし

今後の拡張:

• Pattern 4 (continue) への同様の統合（必要に応じて）
• 文字列初期化式のサポート（Phase 188 の延長）
• メソッド呼び出し初期化式のサポート（Phase 192+）

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関連ファイル

インフラ（Phase 184 で実装済み）

• src/mir/join_ir/lowering/loop_body_local_env.rs
• src/mir/join_ir/lowering/update_env.rs
• src/mir/join_ir/lowering/carrier_update_emitter.rs

統合対象

• src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern2_with_break.rs
• src/mir/builder/control_flow/joinir/patterns/pattern4_with_continue.rs

テストファイル

• apps/tests/phase191_body_local_atoi.hako（新規作成）
• apps/tests/phase190_atoi_impl.hako（退行確認）
• apps/tests/phase190_parse_number_impl.hako（退行確認）