NEPLg2.1 コンパイラ構成設計

1.1 現行（NEPLg2.0）の問題点

Resource IR（ownership/borrow/region/drop の中間表現）が存在しないことは NEPLg2.1 の中核仕様（doc/2.1spec/compiler.md）と直接矛盾する。

1.2 NEPLg2.1 での方針

• パイプラインステージ = ディレクトリ階層。依存方向がディレクトリ構造から読み取れる。
• 1 ファイルの目安は 800 行以下。巨大 typecheck.rs は役割ごとに分割する。
• Resource IR を第一級モジュールとして配置。resource/ ディレクトリに独立させる。
• 型表現（ty/）と型検査（check/）を分離。型の定義と「その型を検査するロジック」は別。
• モジュールシステムの 3 層（物理・構文・論理）をmodule/ 内の別ファイルで表現。
• nm/ はコアコンパイラから切り離す（ツールチェーン補助）。
• セルフホスト（stdlib/neplg2/）との命名パリティを保つ。Rust 側のディレクトリ名が自然に NEPL 側のモジュール名に対応する。

1.3 括弧なし処理の基本アーキテクチャ

NEPLg2.1 は式・型式・パターンのいずれにも括弧によるグループ化を持たない。これは通常の LL/LR パーサが前提とする「パーサが構文木を決定する」設計とは根本的に異なるため、コンパイラパイプライン全体への影響を明示する。

                 パーサの責務            checker の責務
                 ──────────────         ──────────────────────────────
式（expr）    :  PrefixList 生成  →  reduce_calls (arity + 期待型)  →  call tree (HIR)
型式（type）  :  TypePrefixList 生成 →  reduce_type_apps (kind)      →  TypeExpr (解決済み)
パターン      :  PatternList 生成  →  constructor arity 解決         →  pattern tree

2.1 ファイル構成

nepl-core-2.1/
    src/
        lib.rs                  # crate root、公開 API の re-export

        // ── 共通基盤 ────────────────────────────────────
        infra/
            mod.rs
            span.rs             # SourceSpan, FileId
            source.rs           # SourceFile, SourceMap
            diag/
                mod.rs
                diag.rs         # Diagnostic, Severity, DiagLabel, DiagNote
                ids.rs          # DiagnosticId 定数一覧
                outcome.rs      # Outcome<T, E>（診断付き Result）
                emit.rs         # テキスト出力（人間向け表示）

        // ── フロントエンド ───────────────────────────────
        syntax/
            mod.rs
            token.rs            # Token, TokenKind
            lexer.rs            # インデント aware トークナイザ（オフサイド規則）
            ast/
                mod.rs
                item.rs         # Item（let / struct / enum / trait / impl / use / merge）
                expr.rs         # Expr — juxtaposition は PrefixList（flat Vec<PrefixItem>、未解決）
                                #   call tree への変換は check/expr_check.rs の reduce_calls が行う
                                #   block / if / while / match / let / set / borrow は構文的に確定
                pattern.rs      # Pattern — コンストラクタ適用は PatternList（flat、未解決）
                                #   constructor arity による tree 変換は check/pat_check.rs が行う
                                #   リテラル・ワイルドカード・OR・@ は構文的に確定
                typexpr.rs      # TypeExpr — 型適用は TypePrefixList（flat Vec<TypeToken>、未解決）
                                #   kind-directed な境界確定は ty/kind.rs の reduce_type_apps が行う
                                #   fn/fn*/&/&mut・型変数 .T・外側境界（\、where、: 等）は構文的に確定
                module_ast.rs   # ModuleAst（ファイル単位 AST）・FileHeader（#module/#entry/#part）
            parser/
                mod.rs
                item_parser.rs  # 宣言パーサ（let 束縛 / struct / enum / trait / impl）
                                #   型パラメータ列・%TypeExpr の外側境界を構文的に確定させ TypePrefixList を収集
                expr_parser.rs  # 式パーサ（前置 juxtaposition → PrefixList 生成・block・if/while/match）
                                #   call 境界は確定させない。PrefixList を flat なまま AST に格納する
                                #   @ ident（強制値モード）はパーサが認識し PrefixItem::ForcedValue として格納
                                #     → reduce_calls がこの識別子を「呼び出し対象」ではなく「値」として扱う
                                #   \x body / \x: body_block / \(): body_block（クロージャ）は特殊形式として直接 AST 化
                                #     ただし body は PrefixList のままで call 境界は check/ に委譲
                type_parser.rs  # 型式パーサ（TypePrefixList 生成）
                                #   kind-directed 境界確定はここでは行わない。ty/kind.rs に委譲する
                                #   fn/fn* の kind-directed 境界・% 終端・\ / where 等の外側境界のみ構文的に確定
                pat_parser.rs   # パターンパーサ（PatternList 生成）
                                #   constructor 境界は確定させない。check/pat_check.rs に委譲する

        // ── モジュールシステム ──────────────────────────
        module/
            mod.rs
            physical.rs         # 物理層：ファイルパス解決・ハッシュ計算
            syntax_graph.rs     # 構文層：AST + merge/use 辺の DAG
            logical.rs          # 論理層：Canonical Module Path・merge 結合後モジュールツリー
            use_resolver.rs     # use/pub use パス解決・循環検出（pub use cycle）
            cache.rs            # パースキャッシュ・セマンティックキャッシュ

        // ── 名前解決 ────────────────────────────────────
        resolve/
            mod.rs
            def_id.rs           # DefId, DefKind, DefTable
            scope.rs            # スコープチェーン（ネスト・巻き上げ対応）
            item_resolver.rs    # トップレベル item 解決・定義テーブル構築
            use_import.rs       # use 文の item 引き当て・エクスポートテーブル
            variant_resolver.rs # EnumType::Variant / bare variant 解決（type context 判定）

        // ── 型システム ──────────────────────────────────
        ty/
            mod.rs
            ty.rs               # TypeId, TypeKind（Prim / Fn / Struct / Enum / Apply / Var …）
            arena.rs            # TypeArena（型インターン）
            kind.rs             # Kind（*、* -> * …）・kind 推論
                                # ★ reduce_type_apps: TypePrefixList → TypeExpr の kind-directed 境界確定
                                #   式の reduce_calls に対応する型式版アルゴリズム
                                #   KindEnv（DefTable 由来）を受け取り、flat な型トークン列を解決済み木に変換
            unify.rs            # 単一化・型変数インスタンス化
            subst.rs            # 型変数代入（Substitution）
            effect.rs           # Effect（Pure/Impure）・InternalAlloc / ExternalIO 分類

        // ── 型検査 ──────────────────────────────────────
        check/
            mod.rs
            checker.rs          # 型検査オーケストレーション・ContextStack
            expr_check.rs       # 式の型検査
                                # ★ reduce_calls: PrefixList → call tree への arity-directed 縮約
                                #   DefTable から各識別子の arity を取得し stack-based reduction を行う
                                #   infer_expected_from_outer_consumer で期待型を双方向伝播させ曖昧性を解消
                                #   オーバーロード候補の絞り込みも同一パスで行う
                                # ★ クロージャ型検査（NEPLg2.0 では不完全だった一級値としての closure）
                                #   期待型 fn A B / fn* A B に基づいて \x body / \x: body_block を型検査
                                #   キャプチャ変数の種別を判定（Copy はコピー、Owned は move、Linear はエラー）
                                #   Linear キャプチャ禁止の enforcement はここで行う
                                #   move キャプチャした変数は以降 Moved 状態（resource/ownership.rs と連携）
                                # ★ @ident の処理: PrefixItem::ForcedValue を「関数適用の対象」としてではなく
                                #   「値そのもの」として reduce_calls に渡す。arity 消費をスキップ
            pat_check.rs        # パターン型検査・constructor arity 解決・網羅性検査
                                # ★ PatternList → pattern tree への変換（expr_check の reduce_calls に対応）
                                #   コンストラクタが何個のサブパターンを取るかは DefTable から取得
                                #   match arms だけでなく let 文の "let <pattern> <expr>" も同一アルゴリズムで処理
                                #     例: let Point x: a y: b p を
                                #           pattern=Point{x:a,y:b}、expr=p に分割
                                #   match exhaustiveness（全バリアントカバレッジ）はコンパイル時に静的検査
            decl_check.rs       # 宣言検査（let / struct / enum / trait / impl）
            hoist.rs            # let 束縛の巻き上げ（相互再帰対応）
            overload.rs         # オーバーロード解決 3 段階（制約フィルタ→期待型→修飾名）
            trait_check.rs      # impl 一意性・Orphan Rule・Global Coherence
            effect_check.rs     # Pure/Impure 伝播・InternalAlloc Escape Analysis

        // ── HIR ─────────────────────────────────────────
        hir/
            mod.rs
            hir.rs              # HirModule, HirExpr, HirPattern, HirItem
            lower.rs            # AST + 型検査結果 → HIR lowering
            pretty.rs           # デバッグ表示

        // ── Resource IR（NEPLg2.1 新規）────────────────
        resource/
            mod.rs
            ir.rs               # ResourceIr ノード
                                #   move x → y
                                #   borrow_shared x → b
                                #   borrow_unique x → b
                                #   region_new ρ / region_alloc ρ n / region_end ρ
                                #   drop x
                                #   io_open/write/close
            lower.rs            # HIR → Resource IR lowering
            ownership.rs        # use-after-move 検査（診断 5001）
            borrow.rs           # Borrow check / NLL last-use（診断 5007/5008）
            region.rs           # Region Inference（Pure persistent value の bulk free）
            drop_elab.rs        # Drop Elaboration（Owned/Linear の自動 drop 挿入）
            linear.rs           # Linear resource 消費検査（診断 5005/5006）

        // ── パス ────────────────────────────────────────
        passes/
            mod.rs
            target_gate.rs      # #if[target=...] / #target 評価
            codegen_pre.rs      # コード生成前整合検査

        // ── 単相化 ──────────────────────────────────────
        mono/
            mod.rs
            mono.rs             # 単相化メインロジック
            instance.rs         # インスタンス化キャッシュ・重複排除

        // ── コード生成 ──────────────────────────────────
        codegen/
            mod.rs
            wasm/
                mod.rs
                emit.rs         # Wasm バイナリ出力（wasm-encoder）
                intrinsic.rs    # Wasm 組み込み命令
                runtime.rs      # runtime helper 関数注入
                layout.rs       # 型の Wasm メモリレイアウト
            llvm/
                mod.rs
                emit.rs         # LLVM IR テキスト出力
                intrinsic.rs    # LLVM 組み込み命令
                layout.rs       # 型のネイティブレイアウト

        // ── 組み込み ────────────────────────────────────
        builtins/
            mod.rs
            primitives.rs       # プリミティブ型・演算（i32/u8/f32/bool/str/()/never）
            intrinsics.rs       # コンパイラ組み込み操作（load/store/mem_copy 等）
            prelude.rs          # 暗黙 prelude（core::prelude から自動 use されるもの）

        // ── パイプライン API ────────────────────────────
        pipeline.rs             # compile_xxx 公開関数・パイプライン統合・エラー集約
        options.rs              # CompileOptions, BuildProfile, CompileTarget

        // ── ツールチェーン補助（コアコンパイラとは分離）──
        nm/
            mod.rs
            parser.rs           # .n.md NM 拡張 Markdown パーサ
            extractor.rs        # doctest・テストケース抽出

2.2 依存方向

infra
  ↑
syntax  →  module
  ↑           ↑
resolve  ←  (module)
  ↑    ╲
  │     ╲ KindEnv・DefTable を ty/kind.rs と check/ に渡す
  │      ↘
ty  ←────── resolve（KindEnv 受け取り）
  ↑
check  ←── resolve（DefTable・arity 参照）
  ↑
hir       ← ここで初めて flat AST → 解決済み tree に変換される
  ↑
resource
  ↑
passes  →  mono  →  codegen/{wasm, llvm}
                        ↑
                    builtins

pipeline.rs（全体を統合）
nm/（独立。pipeline からは参照しない）

上位ほど下位に依存する（矢印 = 依存先）。
ty/kind.rs は resolve:: が構築した KindEnv（型コンストラクタ名 → Kind の対応表）を受け取って reduce_type_apps を実行する。check/expr_check.rs も同様に DefTable から arity を参照する。nm/ はコアコンパイラ本体からは参照しない独立ツール。

2.3 ファイルサイズの目安