FESA/docs/HANDOFF.md

# FESA Session Handoff

## 1. 문서 목적

이 문서는 results-and-pipeline과 abaqus-subset-completion 완료 후 새 세션에서
deterministic-parallel-assembly Phase를 바로 시작하기 위한 인수인계 기록이다.
요구사항과 설계의 기준은 이 문서가 아니라 다음 파일이다.

- /AGENTS.md
- /docs/PRD.md
- /docs/ARCHITECTURE.md
- /docs/ADR.md
- /docs/HARNESS.md
- /docs/ABAQUS_INPUT_SUBSET.md
- /docs/HDF5_SCHEMA.md
- /phases/deterministic-parallel-assembly/index.json
- /phases/deterministic-parallel-assembly/step0.md부터 step2.md

내용이 충돌하면 AGENTS.md, 제품·아키텍처 문서와 phases/의 현재 상태를 우선한다.
이 문서는 현재 구현, 검증 baseline과 실행환경에서 특히 놓치기 쉬운 계약을
보충한다.

## 2. 현재 저장소 상태

2026-08-01 확인 기준:

- 기준 브랜치: dev
- 이 HANDOFF 작성 직전 구현 HEAD: cbb621bb282a301b6708d95ff697b40644188e46
- cbb621b는 abaqus-subset-completion의 최종 보완 commit이다.
- 이 문서는 cbb621b 다음 commit으로 dev에 기록하고 origin/dev에 함께 push한다.
  새 세션에서는 아래 명령으로 실제 동기화 상태를 다시 확인한다.
- 완료 Phase:
  - solver-bootstrap
  - domain-and-input-skeleton
  - fem-and-beam-kernel
  - equation-and-linear-solve
  - results-and-pipeline
  - abaqus-subset-completion
- 다음 Phase: deterministic-parallel-assembly
- 다음 Step: 0 - canonical-contribution-order
- deterministic-parallel-assembly의 Step 0~2는 모두 pending이다.
- 후속 Phase인 result-contract-completion, beam-reference-qualification,
  internal-release도 아직 pending이다.
- feat-abaqus-subset-completion은 dev에 fast-forward 병합된 뒤 삭제되었다.
- 이 문서 갱신 전 작업 트리는 clean이었다.

새 세션에서 원격에 맞추기 위한 reset, rebase, force push를 수행하지 않는다.
먼저 다음 상태를 확인하고 dev와 origin/dev가 다르면 원인을 조사한다.

    git switch dev
    git status --short --branch
    git rev-parse HEAD
    git rev-parse origin/dev
    git rev-list --left-right --count origin/dev...dev

## 3. 완료된 results-and-pipeline

Phase metadata는 /phases/results-and-pipeline/index.json에 기록되어 있으며 Step
0~3이 모두 completed다.

주요 결과:

- HDF5 API에 의존하지 않는 ResultDatabase, ResultStep, ResultFrame, NodalFrame
  semantic model과 results-stage validation
- /docs/HDF5_SCHEMA.md의 schema 1.0.0 계약
- move-only HDF5 RAII writer와 public reader round trip
- serial assembly, essential BC, PARDISO, full reconstruction과 reaction recovery를
  조율하는 LinearStaticAnalysis
- free equation이 0인 all-constrained 해석의 PARDISO 우회
- parser부터 HDF5 writer까지 연결하는 run_solver와 solve CLI
- fesa solve <model.inp> --output <results.h5> 수직 파이프라인

관련 파일:

- /include/fesa/results/
- /src/fesa/results/
- /include/fesa/io/hdf5/
- /src/fesa/io/hdf5/
- /include/fesa/analysis/
- /src/fesa/analysis/
- /include/fesa/analysis/run_solver.hpp
- /src/fesa/analysis/run_solver.cpp
- /docs/HDF5_SCHEMA.md
- /tests/integration/pipeline/minimal_cantilever_test.cpp

핵심 계약:

- results semantic model은 HDF5 타입이나 handle을 노출하지 않는다.
- 모든 HDF5 resource는 adapter 내부의 move-only RAII wrapper가 소유한다.
- nodal result의 node ID와 6성분 displacement/reaction 배열 순서는 DofManager의
  full-vector 순서와 일치한다.
- 반력은 reduced system이 아니라 원래 full system의 r=Ku-f에서 계산한다.
- all-constrained system은 유효한 analysis case이며 PARDISO order 0 입력으로
  전달하지 않는다.
- CLI와 run_solver는 parser, semantic mapper, analysis와 writer를 조율하는
  application orchestration 경계다. LinearStaticAnalysis 자체는 parser나 HDF5를
  호출하지 않는다.
- CTest의 CLI test에는 설치된 oneAPI/HDF5 runtime PATH가 test property로
  전달된다. 기본 셸 PATH에 해당 디렉터리가 없어도 CTest가 성공해야 한다.

이 vertical slice 완료는 요소 결과 계약, Abaqus reference 자격 또는 내부 배포
완료를 의미하지 않는다.

## 4. 완료된 abaqus-subset-completion

Phase metadata는 /phases/abaqus-subset-completion/index.json에 기록되어 있으며
Step 0~4가 모두 completed다.

주요 결과:

- /docs/ABAQUS_INPUT_SUBSET.md에 Phase 1 입력 계약을 명문화
- public parser/mapper fixture matrix를 74 cases로 확대
- strict keyword scope, parameter form, data ownership과 정확한 source diagnostic
- Part/Assembly의 명시적, GENERATE, nested, forward set resolution
- flat mesh 또는 좌표변환 없는 단일 Part/Assembly/Instance 선택
- 전역 material, Part-local Beam section과 ELSET assignment
- 명시적 transverse shear와 Phase 1 기본값 Asy=Asz=5A/6, SCF=0
- 단일 Step/Static, Boundary, Cload와 명시적 no-op directive
- active Part뿐 아니라 inactive Part의 NODE, ELEMENT, section record와 reference
  유효성 검증

관련 파일:

- /docs/ABAQUS_INPUT_SUBSET.md
- /include/fesa/io/abaqus/active_input.hpp
- /include/fesa/io/abaqus/set_resolver.hpp
- /src/fesa/io/abaqus/parser.cpp
- /src/fesa/io/abaqus/active_input.cpp
- /src/fesa/io/abaqus/set_resolver.cpp
- /src/fesa/io/abaqus/semantic_mapper.cpp
- /tests/fixtures/abaqus/contract.tsv
- /tests/unit/io/abaqus/
- /tests/integration/io/minimal_deck_to_domain_test.cpp

특히 유지할 계약:

- 사용되지 않는 Part는 파싱·record/reference validation하지만 Domain에는 넣지 않는다.
- NODE와 ELEMENT data row의 field 수는 정확해야 한다.
- enum 값 B31과 GENERAL은 대소문자를 구분하지 않는다.
- 계층형 Step의 Boundary/Cload target은 Assembly node set으로 해석한다.
- 모든 active B31 element만 정확히 하나의 section assignment를 가져야 한다.
  inactive Part의 완전한 해석 가능성을 요구하도록 범위를 넓히지 않는다.
- missing_section diagnostic은 element keyword가 아니라 해당 element data row를
  source로 사용한다.
- unsupported keyword/parameter를 일반 ignore 경로로 숨기지 않는다.
- Heading, Preprint, Restart, Output만 문서화된 조건에서 no-op으로 허용한다.

최종 독립 review에서 Critical, Important, Minor finding은 모두 0건이었다.

## 5. 현재 serial assembly oracle

다음 Phase가 변경할 핵심 코드는 현재 /src/fesa/assembly/serial_assembler.cpp 한
파일에 private helper로 모여 있다.

현재 흐름:

1. 모든 full DOF의 diagonal을 포함하는 upper-triangle CSR sparsity pattern 생성
2. 각 Beam 요소의 compute_beam3d2 호출
3. local upper triangle 78개를 NumericContribution으로 수집
4. row, column, EntityOrigin, local_order 순으로 정렬
5. 같은 row/column을 고정된 순서로 합산
6. nodal load를 full force vector로 조립

관련 public 계약:

- /include/fesa/assembly/symmetric_csr.hpp
- /include/fesa/assembly/equation_system.hpp
- /include/fesa/assembly/serial_assembler.hpp
- /src/fesa/assembly/serial_assembler.cpp
- /tests/unit/assembly/serial_assembler_test.cpp

현재 테스트가 고정하는 oracle:

- SymmetricCsr는 0-based upper triangle만 저장한다.
- row_offsets와 column_indices는 유효하며 각 row의 column이 strictly increasing이다.
- 연결되지 않은 node DOF도 값 0의 diagonal entry를 갖는다.
- element storage order와 external label 순열이 결과를 바꾸지 않는다.
- 1 + 1 + 1e16 규모의 contribution은 EntityOrigin 순으로 합산한 bit pattern을
  고정한다.
- Beam kernel failure를 0 contribution으로 바꾸지 않고 assembly failure로
  전달한다.
- full force vector의 load accumulation도 기존 결과와 같아야 한다.

parallel 구현을 이유로 이 serial oracle을 먼저 변경하거나 tolerance 비교로
약화하지 않는다.

## 6. 검증된 baseline과 개발환경

2026-08-01 현재 확인한 도구:

- CMake 4.4.0
- MSBuild 18.8.2.30814
- Visual Studio 2026 MSVC v145, Windows x64
- codex-cli 0.146.0
- Intel oneAPI MKL/TBB 2026.1
- HDF5 2.1.1
- GoogleTest 1.17.0, v145 x64 CRT build

새 PowerShell 세션에서 configure 또는 Harness 실행 전에 다음 환경 변수를 설정한다.
절대경로를 tracked CMake 파일이나 Preset에 넣지 않는다.

    $env:MKL_DIR = "C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\2026.1\lib\cmake\mkl"
    $env:TBB_DIR = "C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\2026.1\lib\cmake\tbb"
    $env:HDF5_DIR = "C:\Program Files\HDF_Group\HDF5\2.1.1\cmake"
    $env:GTest_DIR = "C:\Users\baram\AppData\Local\FESA\dependencies\googletest-1.17.0-v145-x64-crt\lib\cmake\GTest"

    Test-Path "$env:MKL_DIR\MKLConfig.cmake"
    Test-Path "$env:TBB_DIR\TBBConfig.cmake"
    Test-Path "$env:HDF5_DIR\hdf5-config.cmake"
    Test-Path "$env:GTest_DIR\GTestConfig.cmake"

네 package config와 다음 h5ls 경로가 존재함을 확인했다.

    C:\Program Files\HDF_Group\HDF5\2.1.1\bin\h5ls.exe

검증 명령:

    cmake --build --preset windows-debug
    ctest --preset windows-debug --output-on-failure
    uv run --with pytest python -m pytest -v -rs

현재 baseline:

- MSVC Debug build 성공, 새 warning 없음
- CTest 49개 중 49개 성공
- Harness pytest 20개 중 20개 성공
- pytest가 실제 20개를 수집했으므로 0-test 성공이 아님
- 최소 cantilever CLI solve와 HDF5 public schema inspection 성공

CMake cache가 없거나 package 경로가 바뀐 경우에만 같은 환경 변수 세션에서 먼저
다음을 실행한다.

    cmake --fresh --preset windows-debug

h5ls를 직접 실행할 때는 HDF5 DLL 외에 Intel libmmd.dll이 필요하다. HDF5 bin만
PATH에 추가하면 Windows exit 0xC0000135가 발생할 수 있으므로 두 runtime
디렉터리를 현재 세션 PATH에 추가한다. 시스템 PATH는 영구 변경하지 않는다.

    $env:PATH = @(
        "C:\Program Files\HDF_Group\HDF5\2.1.1\bin",
        "C:\Program Files (x86)\Intel\oneAPI\2026.1\bin",
        $env:PATH
    ) -join ";"
    h5ls --version

## 7. 다음 Phase 목표와 Step 순서

deterministic-parallel-assembly의 목표는 oneTBB로 요소 계산을 병렬화하면서
serial oracle과 thread count 사이의 CSR, RHS와 최종 해석 결과를 bit-for-bit
동일하게 유지하는 것이다.

### Step 0 - canonical-contribution-order

- serial assembly를 변경하지 않은 상태에서 병렬 경로가 공유할
  MatrixContribution과 canonical merge contract를 분리한다.
- 입력 순열, 같은 row/column의 여러 element, cancellation과 signed zero를 포함한
  실패 테스트를 먼저 작성한다.
- 정렬 key는 row, column, stable element identity, local_order다.
- canonicalize_contributions와 merge_contributions는 하나의 고정 total order와
  하나의 merge 구현만 가져야 한다.
- 아직 TBB code를 추가하지 않는다.

Focused acceptance:

    cmake --build --preset windows-debug
    ctest --preset windows-debug -R "CanonicalContribution|DeterministicMerge" --output-on-failure
    ctest --preset windows-debug --output-on-failure

### Step 1 - tbb-element-evaluation

- oneTBB는 독립적인 Beam element evaluation에만 사용한다.
- worker는 thread-local contribution을 만들며 공유 CSR values에 쓰지 않는다.
- merge는 Step 0의 canonical serial 순서를 그대로 사용한다.
- AssemblyOptions의 max_threads와 grain_size로 실행을 제한한다.
- max_threads=1과 2 이상에서 serial/parallel CSR와 force를 bit-for-bit 비교한다.
- PARDISO를 TBB task 안에서 호출하지 않는다.

Focused acceptance:

    cmake --build --preset windows-debug
    ctest --preset windows-debug -R "ParallelAssembly|TbbElementEvaluation" --output-on-failure
    ctest --preset windows-debug --output-on-failure

### Step 2 - thread-count-determinism

- thread count 1, 2, available concurrency에서 CSR, RHS, displacement와 reaction을
  bit-for-bit 비교한다.
- 최소 10회 반복해 scheduling 변화 회귀를 검사한다.
- 측정용 fesa_assembly_benchmark를 추가해 serial/parallel 시간과 element count를
  출력한다.
- benchmark speedup은 환경 의존적이므로 pass 조건으로 만들지 않는다.
- assembly test 동안 MKL thread 수를 중첩해 키우지 않는다.

Focused acceptance:

    cmake --build --preset windows-debug
    ctest --preset windows-debug -R ThreadCountDeterminism --output-on-failure
    .\out\build\windows-debug\Debug\fesa_assembly_benchmark.exe
    ctest --preset windows-debug --output-on-failure

## 8. 구현 전에 정렬할 설계점

아래 항목은 범위를 늘리라는 의미가 아니다. Step 계약과 현재 serial oracle 사이에서
구현 전에 결정하고 테스트로 고정할 최소 질문이다.

1. Stable element identity
   - Step 0 초안의 MatrixContribution은 ElementId를 제시한다.
   - 현재 oracle은 EntityOrigin의 instance_name, local_label, part_name 순으로
     정렬한다.
   - ElementId만으로 기존 bit pattern과 storage-order 독립성을 보존할 수 있는지
     먼저 확인한다. 확인 없이 oracle의 정렬 key를 바꾸지 않는다.

2. Canonical API와 serial 경로
   - Step 0은 serial assembly를 변경하지 말라고 요구하면서 공통 merge contract를
     분리한다.
   - 먼저 public/internal 경계를 최소화하고, 기존 assemble_serial의 관찰 가능한
     결과가 bit-for-bit 유지되는 테스트를 둔다.
   - 실제 두 번째 사용처가 생기기 전에 범용 registry나 backend hierarchy를 만들지
     않는다.

3. Parallel failure ordering
   - worker에서 여러 Beam kernel failure가 발생해도 scheduling 순서로 어느 오류를
     반환할지 결정하면 재현성이 깨진다.
   - shared CSR write나 first-writer-wins exception 상태를 만들지 말고 canonical
     element identity 기준으로 deterministic하게 처리한다.

4. AssemblyOptions validation
   - max_threads와 grain_size의 0 의미를 묵시적으로 정하지 않는다.
   - automatic 또는 invalid 중 가장 단순한 계약을 선택하고 focused test로 고정한다.

5. Force assembly
   - 현재 RHS는 nodal load를 serial full-vector 순서로 누적한다.
   - 이번 Phase는 element evaluation 병렬화가 목적이다. force accumulation을 별도
     병렬 기능으로 확장하지 말고 serial oracle과 bitwise equality를 유지한다.

6. Benchmark 격리
   - benchmark는 제품 correctness test를 우회하는 별도 assembly를 사용하지 않는다.
   - fixed Domain과 production serial/parallel API를 호출한다.
   - speedup이나 release 성능 목표를 임의 assertion으로 추가하지 않는다.

## 9. 아키텍처와 범위 경계

- oneTBB 의존성은 assembly adapter/implementation 경계에 가둔다.
- core, model, fem, elements의 public contract에 TBB type을 노출하지 않는다.
- Beam kernel은 element-local contribution만 계산하고 전역 CSR을 알지 않는다.
- DofManager가 DOF와 equation mapping을 계속 단독 소유한다.
- worker는 공유 CSR values에 atomic add하지 않는다.
- contribution의 부동소수점 합산 순서를 thread scheduling과 분리한다.
- TBB element work가 모두 끝난 후에만 PARDISO를 호출한다.
- 기존 assemble_serial은 oracle로 유지한다.
- tolerance 비교를 bitwise 재현성의 대체물로 사용하지 않는다.
- result-contract-completion의 element result, HDF5 확장, CSV adapter를 선행하지
  않는다.
- beam-reference-qualification의 Abaqus 골든 비교와 tolerance 작업을 선행하지
  않는다.
- internal-release의 installer, Release package와 validation report를 선행하지
  않는다.

## 10. Harness child 환경

이전 Harness 실행에서 WindowsApps PowerShell을 child process로 시작할 때 access
denied가 발생했다. 확인된 구성:

- standalone Codex release:
  C:\Users\baram\.codex\packages\standalone\releases\0.146.0-x86_64-pc-windows-msvc
- WindowsApps가 제거된 PATH
- Windows PowerShell 5.1
- Harness 실행 동안만 [windows] sandbox = "unelevated"

현재 C:\Users\baram\.codex\config.toml은 원래 값인
[windows] sandbox = "elevated"로 복원되어 있음을 2026-08-01에 확인했다.

같은 문제가 재현될 때만 다음 순서를 사용한다.

1. 다른 Codex 작업에 미칠 영향을 확인하고 config 원래 값을 기록한다.
2. Harness 실행 동안만 sandbox를 unelevated로 바꾼다.
3. 현재 PowerShell 세션 PATH 앞에 standalone bin과 Windows PowerShell 5.1을
   두고 모든 WindowsApps entry를 제거한다.
4. package 환경 변수와 baseline을 확인한 뒤 같은 세션에서 Harness를 실행한다.
5. 성공·실패와 무관하게 finally에 해당하는 정리 단계에서 global config를 즉시
   elevated로 복원하고 실제 값을 다시 읽는다.

    $codexReleaseBin = "C:\Users\baram\.codex\packages\standalone\releases\0.146.0-x86_64-pc-windows-msvc\bin"
    $windowsPowerShell = "$env:SystemRoot\System32\WindowsPowerShell\v1.0"
    $filteredPath = $env:PATH -split ";" | Where-Object {
        $_ -and
        $_ -ne $codexReleaseBin -and
        $_ -ne $windowsPowerShell -and
        $_ -notmatch "WindowsApps" -and
        $_ -notmatch "\\OpenAI\\Codex\\bin$"
    }
    $env:PATH = (@($codexReleaseBin, $windowsPowerShell) + $filteredPath) -join ";"

    (Get-Command codex).Source
    (Get-Command powershell).Source

사용자 profile 전체나 drive root를 --codex-add-dir로 허용하지 않는다. 설치 버전이나
경로가 달라졌다면 위 절대경로를 그대로 사용하지 말고 실제 standalone release와
codex-resources 존재를 먼저 확인한다.

Harness가 모든 Step과 phase commit을 완료한 뒤 stderr reader의 CP949/UTF-8 decode
예외를 출력할 수 있다. exit code만 보지 말고 phase metadata, output JSON, Git
commit과 전체 검증 결과를 함께 확인한다.

## 11. 새 세션 시작 절차

먼저 이 문서와 다음 파일을 모두 읽는다.

    /phases/deterministic-parallel-assembly/index.json
    /phases/deterministic-parallel-assembly/step0.md
    /phases/deterministic-parallel-assembly/step1.md
    /phases/deterministic-parallel-assembly/step2.md
    /src/fesa/assembly/serial_assembler.cpp
    /tests/unit/assembly/serial_assembler_test.cpp

그 다음 Git과 package 상태를 재검증하고 6절의 baseline 명령을 실행한다. 필요하면
10절의 child sandbox 조건을 적용한 뒤 다음을 실행한다.

    python scripts/execute.py deterministic-parallel-assembly

executor는 feat-deterministic-parallel-assembly 브랜치를 생성하거나 checkout하고
Step 상태와 output metadata를 기록한다. 사용자가 명시적으로 요청하지 않은 한
--push를 사용하지 않는다.

각 Step은 다음 순서를 지킨다.

1. Step 파일의 필수 문서와 선행 구현을 모두 읽는다.
2. 성공 기준과 canonical ordering/threading invariant를 명시한다.
3. 8절의 모호한 계약을 구현 전에 정렬한다.
4. 실패 테스트를 먼저 작성하고 예상한 이유로 실패함을 확인한다.
5. 테스트를 통과시키는 최소 production code만 구현한다.
6. focused test, 전체 CTest와 Harness pytest를 실행한다.
7. Step summary와 output metadata가 실제 결과와 일치하는지 확인한다.
8. Phase 종료 전 전체 diff를 determinism, race avoidance, TBB 경계와 기존 serial
   oracle 기준으로 review한다.

## 12. 다음 Phase 완료 조건

- /phases/deterministic-parallel-assembly/index.json의 Step 0~2가 모두 completed
- /phases/index.json에서 deterministic-parallel-assembly가 completed
- shuffled/cancellation/signed-zero contribution의 canonical 결과가 bit-for-bit 동일
- serial과 parallel의 CSR row offsets, column indices, values와 force가 동일
- thread count 1, 2, available concurrency와 최소 10회 반복에서 결과가 동일
- 최종 linear static displacement와 reaction이 thread count에 무관하게 동일
- worker가 thread-local contribution만 생성하고 공유 CSR에 atomic add하지 않음
- TBB task와 PARDISO 실행이 중첩되지 않음
- deterministic Beam kernel failure propagation 검증
- benchmark가 production API를 사용하고 speedup을 pass 조건으로 만들지 않음
- focused test와 전체 CTest 통과
- Harness pytest가 0개가 아닌 상태로 전체 통과
- 새 MSVC warning 없음
- 독립 review의 Critical/Important finding 해결
- 사용자 선택 전 원격 push나 dev 병합을 수행하지 않음

새 세션의 권장 첫 요청:

> docs/HANDOFF.md와 deterministic-parallel-assembly의 index/step0~2를 읽고 현재
> dev baseline, oneTBB 환경과 Harness child 실행 조건을 확인한 뒤
> deterministic-parallel-assembly Phase를 시작해주세요.