アーキテクチャ

floating 0.7.1 は、明示的な数値 domain と薄い composition/parsing/verification layer で構成されます。数値意味論を pure かつ明示的に保ち、filesystem・process・corpus・ benchmark effect を repository edge に置くことが中心原則です。

Layer Map

Layer	Package	責務
共通語彙	def	classification、sign、partial order、arithmetic type reexport、最小 Floating trait
scalar domain	bin_float、decimal、decimal_gda	binary、IEEE decimal、GDA decimal の value/context semantics
interval domain	ball_float	bare/decorated outward-rounded real enclosure
checked composition	*_checked	各 domain の error/flag/trap state を closed pipeline に保持
semantic projection	semantic	表現非依存の exact observation
syntax	numeric_expr	source span、literal、primitive call、callback evaluation
format frontend	frontend/*	単一 corpus grammar の parse と typed case 実行
runtime adapter	internal/conformance、internal/runner_cli、cli/*	summary、shard、file、JSON/text、exit status
evidence	consistency、doc_examples、bench/*、tools/、testdata/	law、docs、conformance、performance、orchestration

Package boundary は moon.pkg が定義し、同一 package 内の file 名は namespace を作りません。

標準境界

すべてを一つの「floating value」に平坦化せず、標準ごとの観測可能 state を保持します。

Domain	0.7.1 が表現する規範モデル	Operation result
bin_float	declared IEEE 754-2019 binary	value + BinaryFlags
decimal	declared IEEE 754-2019 decimal/interchange	value + DecimalFlags
decimal_gda	GDA 1.70 scalar operation model	raised、sticky next context、optional trap を持つ GdaOutcome
ball_float	declared IEEE 1788-2015 bare/decorated interval	enclosure、decoration/NaI、optional BallFlags

この分離により GDA trap を IEEE flag に、IEEE defined infinity を generic error に、 Entire/Empty/NaI を同一 failure に変換しません。

Numeric Core Pipeline

各 scalar core は次の分解を共有します。

public immutable value(s) + explicit context
  -> special-state/domain classification
  -> exact coefficient or certified interval computation
  -> one domain-owned finalization
  -> public value + explicit effect data

BinFloat は sign、non-negative binary coefficient、exponent、precision、special state、 二つの Decimal は独立した package-owned base-10^9 coefficient と quantum、 BallFloat は outward endpoint と Empty/Entire を保持します。Finalization が semantic firewall であり、kernel は flags、cohort、trap、decoration、endpoint direction を決めません。

Algorithm Selection Architecture

Large integer kernel は size/shape/target/proof precondition から inline/schoolbook/Comba、 Karatsuba、Toom-3、NTT+exact CRT を段階選択し、precondition failure では exact fallback へ戻ります。Division は word/Knuth D から Burnikel-Ziegler/Newton へ進み、sparse、square、 unbalanced shape は専用経路を持ちます。

Boundary は target-specific private policy です。Maremark が dense/sparse/square/balanced/ unbalanced を測定し、cutoff の直前・点・直後で exact differential test を行います。 Native/LLVM/Wasm/Wasm-GC/JS が異なる path を選んでも public result は同一です。

Certified Elementary Architecture

共通 proof contract は、directed lower/upper enclosure を作り、両 endpoint を target domain へ丸め、value と flags が一致した時だけ採用し、otherwise max(32, work/2) で精度を増し、 12 refinement 後に structured detail を返します。

bin_float が scalar dyadic certificate、ball_float が endpoint/critical point/pole/domain、 decimal 二包が exact decimal↔dyadic conversion を担当します。Total interval API は安全に [-1,1]/Entire へ広げられ、try_* は proof/resource failure を公開します。

Context / Effect Flow

Ambient rounding state は使いません。Binary/IEEE decimal context は immutable input、flags は output、GDA は sticky next context と fixed-precedence trap、BallContext は endpoint limits を扱います。Binary/interval wrapper は first ArithmeticError、DecimalChecked は IEEE flags、GdaDecimalChecked は一つの outcome と trap short-circuit を保持します。

Wrapper は既存 semantics を合成するだけで、新しい arithmetic algorithm や不正な effect merge を導入しません。

Parsing / Execution

numeric_expr は syntax data と post-order callback evaluation のみです。各 frontend が GDA/TestFloat/MPFR/ITL grammar を所有し typed summary を返します。CLI は files/filter/ shard/render/exit code、Python tooling は checksum-pinned data、isolated target/process、 aggregation を担当し、MoonBit 数値実装を置き換えません。

Stable / Internal Boundary

Application surface は def、concrete numeric package、checked wrapper です。semantic と numeric_expr は provisional、frontend compatibility は declared corpus/interface に限定。 internal/*、CLI、bench/*、consistency、doc_examples は implementation/verification infrastructure です。pkg.generated.mbti への掲載だけで長期 application contract にはなりません。

Invariant

• sign と non-negative coefficient は分離する；
• binary normalization は 2 の factor のみ除く；
• decimal parse は explicit normalization/reduction まで quantum を保持する；
• context finalization が唯一の bounded rounding/status decision point；
• interval lower は downward、upper は upward；
• Empty/Entire/NaI/NaN/signed zero/infinity は明示 state；
• fast path/fallback は public value/effect data を変えない；
• conformance count は selected case を partition し sharding は deterministic；
• IO/download/process/parallel scheduling は tooling edge に置く。

Extension Rule

Semantics を所有する package に機能を追加し、umbrella trait より既存 capability composition を優先します。Kernel は private、context/effect は explicit、external format parse は stable interchange contract でない限り numeric value 外に置きます。

Conformance surface 拡張では parser、executor、support classification、CLI schema、manifest、 test、generated interface、三言語文書を同時更新します。Parse できるだけでは support ではなく、 strict execution に定義済み比較と再現可能 evidence が必要です。