hakorune/docs/development/current/main/phase183-selfhost-depth2-joinir-status.md

Phase 183: Selfhost Depth-2 JoinIR 再観測（観測フェーズ）

概要

Phase 150 で選定した「selfhost depth-2 の最小ループ 5本」について、 Phase 171-181 での JoinIR ループ統一・Pattern 整備の後で、 改めて「どのループが JoinIR で動いているか」を観測する。

目的は、selfhost depth-2 実装フェーズ（Phase 184+）での 「JoinIR → .hako 側フロントエンド」の設計に活かす。

背景: Selfhost Depth とは

Depth-1（現在の実装状態）

定義: Rust コンパイラが .hako ソースをコンパイルする（1周目）

パイプライン:

target/release/hakorune (Rust)
    ↓ [Stage-B: 関数スキャン + scaffold]
stage1_cli.hako (JSON v0 scaffold)
    ↓ [Stage-1: CLI/using 解決]
stage1_output.hako (Stage-3 構文)
    ↓ [Stage-3: 実際のコンパイル本体 - Rust実装]
Program(JSON v0)
    ↓ [dev verify]
VM/LLVM 実行

現状: Phase 150 で 5本の代表ケースが動作確認済み

Depth-2（Phase 183-184 での目標）

定義: .hako コンパイラが .hako ソースをコンパイルする（2周目）

パイプライン:

target/release/hakorune (Rust)
    ↓ [Stage-B: Rust実装]
stage1_cli.hako (JSON v0)
    ↓ [Stage-1: .hako実装（NEW!）]
stage1_output.hako
    ↓ [Stage-3: .hako実装（NEW!）]
Program(JSON v0)
    ↓ [dev verify]
VM/LLVM 実行

Phase 183 の役割: Depth-2 で動かす Stage-1/Stage-3 の .hako コンパイラを観測し、 どのループが JoinIR で動いているかを確認

Phase 150 で選定した Depth-2 最小ループ（5本）

Phase 150 選定内容の確認

Phase 150 のドキュメント（phase150_selfhost_stage3_depth1_baseline.md）によると、 Depth-1 で動作確認済みの 5本のケースは以下の通り：

#	ケース名	タイプ	備考
1	peek_expr_block.hako	block/match式	Baseline: match式、ブロック式の基本動作確認
2	loop_min_while.hako	loop基本	Baseline: ループ変数、Entry PHI、Exit PHI
3	string_method_chain.hako	string処理	NEW: メソッドチェーン（substring().length()）
4	joinir_min_loop.hako	loop+break	NEW: break制御、ControlForm::Loop検証
5	joinir_if_select_simple.hako	if+return	NEW: 早期return、分岐の値伝播

注意: これらは Depth-1（Rust コンパイラで実行）のテストケースであり、 Depth-2 で観測する対象は「.hako コンパイラ自身のループ」である。

Depth-2 観測対象の定義

Phase 183 で観測すべき対象:

• Stage-1 コンパイラ（apps/selfhost-runtime/ 配下）のループ
• Stage-3 コンパイラ（apps/selfhost-runtime/ 配下）のループ
• 特に「文字列解析」「トークン処理」「AST構築」に関わるループ

観測方針:

1. Phase 181 で分析した JsonParser のループパターンと同様の手法を使う
2. MirAnalyzerBox / JoinIrAnalyzerBox での実行時観測
3. ループごとに P1-P5 分類を行う

観測方法

Step 1: Depth-2 ループの特定

対象ファイル（Phase 150 で定義済み）:

• apps/selfhost-runtime/ 配下の .hako ファイル
• Stage-1/Stage-3 コンパイラの実装

作業内容:

1. selfhost-runtime 配下の .hako ファイルをリストアップ
2. 各ファイルのループを特定（行番号、関数名）
3. 最小の代表ループ 5-7本を選定（Phase 150 と同様）

選定基準:

• 頻繁に実行されるループ（トークン走査、文字列解析など）
• 異なるパターン（P1-P5）を代表するループ
• 実装難易度が低い〜中程度のループ

Step 2: 各ループの Pattern 分類

Phase 192 の AST feature extractor を使用:

# ループの特徴を自動抽出
NYASH_FEATURES=stage3 NYASH_USE_NY_COMPILER=1 \
  ./target/release/hakorune --analyze-loop <file.hako> <function_name>

分類観点:

• loop_condition: LoopParam/OuterLocal/LoopBodyLocal のどれに依存するか
• body_pattern: simple, break, continue, PHI など
• キャリア: 単一/複数、型
• ブロック有無: if/else ネスト
• MethodCall: 有無、呼び出し回数

Step 3: MirAnalyzerBox / JoinIrAnalyzerBox での検証

実行方法:

# Depth-2 selfhost 実行（Stage-1/Stage-3 を .hako で動かす）
NYASH_FEATURES=stage3 NYASH_USE_NY_COMPILER=1 \
  NYASH_JOINIR_STRICT=1 \
  NYASH_JOINIR_DEBUG=1 \
  ./target/release/hakorune <selfhost_target.hako>

観測ポイント:

• どのループが JoinIR ルートで通っているか
• どのループが Fail-Fast しているか（理由付き）
• Phase 192 の AST feature extractor が正しく動作しているか

ログ確認:

# JoinIR 詳細ログ
grep "\[trace:joinir\]" log.txt

# Pattern 検出ログ
grep "\[trace:pattern\]" log.txt

# Fail-Fast 理由
grep "JoinIR blocked" log.txt

Step 4: 結果まとめ

観測結果テーブル（Task 183-2 で作成）:

| ループ名 | ファイル | 行番号 | Pattern 予想 | Pattern 実績 | JoinIR通過 | Fail-Fast理由 | 実装優先度 |
|---------|---------|--------|------------|-----------|-----------|-------------|-----------|
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |

分析観点:

• P1-P5 のどのパターンが多いか
• Fail-Fast が多い原因は何か（LoopBodyLocal, MethodCall, etc.）
• Phase 184+ で優先実装すべきループはどれか

ドキュメント出力

Task 183-1: ループ特定とパターン分類

ファイル: phase183-selfhost-depth2-loop-inventory.md（新規作成）

内容:

# Phase 183: Selfhost Depth-2 ループ一覧

## 選定ループ一覧（5-7本）

| # | ループ名 | ファイル | 行番号 | 関数名 | 役割 |
|---|---------|---------|--------|--------|------|
| 1 | ... | ... | ... | ... | ... |
| 2 | ... | ... | ... | ... | ... |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... |

## 各ループの詳細構造

### Loop 1: ...

**ソースコード**:
```nyash
loop(condition) {
    ...
}

特徴:

• loop_condition: ...
• キャリア: ...
• PHI: ...
• MethodCall: ...
• break/continue: ...

P1-P5 分類: Pattern X

---

### Task 183-2: JoinIR 通過・Fail-Fast 観測結果

**ファイル**: `phase183-selfhost-depth2-joinir-observation.md`（新規作成）

**内容**:
```markdown
# Phase 183: Selfhost Depth-2 JoinIR 観測結果

## 実行環境

- **Date**: 2025-12-08
- **Rust VM**: ./target/release/hakorune
- **JoinIR Strict**: NYASH_JOINIR_STRICT=1
- **JoinIR Debug**: NYASH_JOINIR_DEBUG=1
- **Selfhost**: NYASH_FEATURES=stage3 NYASH_USE_NY_COMPILER=1

## 観測結果サマリー

| Pattern | JoinIR通過数 | Fail-Fast数 | 合計 |
|---------|------------|------------|------|
| P1 Simple | ... | ... | ... |
| P2 Break | ... | ... | ... |
| P3 If-PHI | ... | ... | ... |
| P4 Continue | ... | ... | ... |
| P5 Trim | ... | ... | ... |
| **合計** | ... | ... | ... |

## 各ループの観測結果

### Loop 1: ...

**実行コマンド**:
```bash
NYASH_FEATURES=stage3 NYASH_USE_NY_COMPILER=1 \
  NYASH_JOINIR_STRICT=1 \
  ./target/release/hakorune <file.hako>

結果: ✅ JoinIR 通過 / ❌ Fail-Fast

ログ:

[trace:joinir] pattern1: 3 functions, 13 blocks
[trace:pattern] route: Pattern1_Minimal MATCHED

Pattern 分類: Pattern X

Fail-Fast 理由（該当する場合）:

• LoopBodyLocal が条件に含まれる
• MethodCall が複数存在
• その他

---

### Task 183-3: Phase 184+ への提案

**ファイル**: `phase183-selfhost-depth2-implementation-plan.md`（新規作成）

**内容**:
```markdown
# Phase 183: Selfhost Depth-2 実装計画（Phase 184+ への提案）

## 観測結果に基づく戦略

### 高優先度ループ（Phase 184A）

**対象**:
- ループ名: ...
- Pattern: ...
- 理由: ...

**実装戦略**:
- ...

### 中優先度ループ（Phase 184B）

**対象**:
- ループ名: ...
- Pattern: ...
- 理由: ...

**実装戦略**:
- ...

### 低優先度ループ（Phase 184C+）

**対象**:
- ループ名: ...
- Pattern: ...
- 理由: ...

**実装戦略**:
- ...

## .hako 側 JoinIR フロントエンド設計

### 必要な機能

1. **AST → JoinIR 変換**（.hako 実装）
2. **Pattern 検出ロジック**（.hako 実装）
3. **Carrier 情報の伝播**（.hako 実装）
4. **PHI 命令生成**（.hako 実装）

### 段階的実装方針

**Phase 184A**: P1/P2 Simple ループの .hako 実装
**Phase 184B**: P3/P4 複雑ループの .hako 実装
**Phase 184C**: P5 Trim/CharComparison ループの .hako 実装

## Analyzer 拡張

### MirAnalyzerBox 拡張

**追加機能**:
- Selfhost Depth-2 専用ルート
- ループごとの Pattern 自動分類
- Fail-Fast 理由の詳細レポート

### JoinIrAnalyzerBox 拡張

**追加機能**:
- JoinIR 構造の可視化（DOT/JSON）
- ループごとの lowering ログ
- Phase 184+ 向けの実装ヒント出力

---

関連ドキュメント

• phase150_selfhost_stage3_depth1_baseline.md - Depth-1 ベースライン（Phase 150）
• phase150_selfhost_stage3_depth1_results.md - Depth-1 実行結果
• phase181-jsonparser-loop-roadmap.md - JsonParser ループ分析（Phase 181）
• phase182-char-comparison-generalization.md - CharComparison 汎用化（Phase 182）
• joinir-architecture-overview.md - JoinIR アーキテクチャ全体図

タイムライン

Phase 183（このフェーズ）

• Task 183-1: ループ特定とパターン分類（60分）
  • selfhost-runtime 配下の .hako ファイル解析
  • 5-7本の代表ループ選定
  • P1-P5 分類
• Task 183-2: JoinIR 通過・Fail-Fast 観測（90分）
  • MirAnalyzerBox / JoinIrAnalyzerBox での実行
  • 観測ログの収集・解析
  • 結果テーブル作成
• Task 183-3: Phase 184+ への提案（45分）
  • 実装優先度の決定
  • .hako 側 JoinIR フロントエンドの設計方針
  • Analyzer 拡張提案

Total Estimated Time: 195分（約3.25時間）

Phase 184+（次フェーズ以降）

• Phase 184A: 高優先度ループ実装（P1/P2 Simple）
• Phase 184B: 中優先度ループ実装（P3/P4 Complex）
• Phase 184C: 低優先度ループ実装（P5 Trim/CharComparison）
• Phase 185: Analyzer 拡張実装
• Phase 186: Depth-2 統合テスト

成功基準

Phase 183

• ✅ Depth-2 ループを 5-7本特定
• ✅ 各ループの P1-P5 分類完了
• ✅ MirAnalyzerBox / JoinIrAnalyzerBox での観測完了
• ✅ 観測結果ドキュメント 3本作成
  • phase183-selfhost-depth2-loop-inventory.md
  • phase183-selfhost-depth2-joinir-observation.md
  • phase183-selfhost-depth2-implementation-plan.md
• ✅ Phase 184+ への実装方針明確化

Phase 184+

• ✅ .hako 側 JoinIR フロントエンド実装開始
• ✅ 高優先度ループの JoinIR 統一完了
• ✅ Depth-2 selfhost 実行成功（最小ケース）

重要な観点

Depth-1 と Depth-2 の違い

観点	Depth-1（Phase 150）	Depth-2（Phase 183+）
コンパイラ	Rust	.hako
対象	テストケース（5本）	コンパイラ自身のループ（5-7本）
JoinIR	Rust実装済み	.hako実装が必要
目的	基本動作確認	selfhost 完全実装

JoinIR → .hako フロントエンド設計の鍵

Phase 183 の観測が重要な理由:

1. Pattern 分布の把握: どのパターンが多いか → 実装優先度決定
2. Fail-Fast 原因の特定: どのような制約がボトルネックか → 解決策設計
3. 実装難易度の評価: 段階的実装の計画立案

Phase 184+ での活用:

• P1/P2 Simple が多い → 優先実装
• P3/P4 Complex が多い → PHI/MethodCall 対応が鍵
• P5 Trim/CharComparison が多い → Phase 182 の汎用化が活きる

備考

Phase 150 との関係

Phase 150 は Depth-1 のテストケースを選定・実行したフェーズ。 Phase 183 は Depth-2 のコンパイラ自身のループを観測するフェーズ。

相違点:

• Phase 150: Rust コンパイラで .hako テストケースを実行
• Phase 183: .hako コンパイラで .hako コンパイラを実行

共通点:

• どちらも「5-7本の代表ケース」を選定
• どちらも JoinIR の動作確認が目的

JsonParser との類似性

Phase 181 で JsonParser の全11ループを分析した手法を、 Phase 183 では selfhost コンパイラのループに適用する。

共通の分析手法:

• ループの特徴抽出（loop_condition, carrier, PHI, etc.）
• P1-P5 分類
• Fail-Fast 原因の特定

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作成日: 2025-12-08 Phase: 183（Selfhost Depth-2 JoinIR 再観測・設計） ステータス: 観測計画ドキュメント（実装なし） 次フェーズ: Phase 184+（.hako 側 JoinIR フロントエンド実装）