FESA/docs/HANDOFF.md

# FESA Session Handoff

## 1. 문서 목적과 기준

이 문서는 `deterministic-parallel-assembly` 완료 후 새 세션에서
`result-contract-completion` Phase를 바로 시작하기 위한 인수인계 기록이다.
요구사항과 설계의 최종 기준은 다음 파일이다.

- `AGENTS.md`
- `docs/PRD.md`
- `docs/ARCHITECTURE.md`
- `docs/ADR.md`
- `docs/HARNESS.md`
- `docs/formulation/timoshenko-beam-3d.md`
- `docs/HDF5_SCHEMA.md`
- `phases/result-contract-completion/index.json`
- `phases/result-contract-completion/step0.md`부터 `step2.md`

내용이 충돌하면 위 기준 문서와 `phases/`의 현재 metadata를 우선한다. 이 문서는
현재 구현, 검증 baseline, 다음 Phase에서 먼저 정렬해야 할 계약과 실행환경을
보충한다.

## 2. 현재 저장소와 Phase 상태

2026-08-02 확인 기준:

- 기준 브랜치: `dev`
- 이 HANDOFF 갱신 직전 구현 HEAD:
  `7d52247d6c6180ac4f4dab2e6ecb0ee1be2608d0`
- 갱신 직전 `dev`는 `origin/dev`보다 9개 commit 앞서 있었고 작업 트리는 clean이었다.
- `feat-deterministic-parallel-assembly`는 `dev`에 fast-forward 병합한 뒤 삭제했다.
- 완료 Phase:
  - `solver-bootstrap`
  - `domain-and-input-skeleton`
  - `fem-and-beam-kernel`
  - `equation-and-linear-solve`
  - `results-and-pipeline`
  - `abaqus-subset-completion`
  - `deterministic-parallel-assembly`
- 다음 Phase: `result-contract-completion`
- 다음 Step: Step 0 `beam-element-end-recovery`
- `result-contract-completion`의 Step 0~2는 모두 pending이다.
- 후속 Phase `beam-reference-qualification`과 `internal-release`도 pending이다.

이 문서는 위 9개 구현/phase commit 다음 commit으로 `dev`에 기록하고 모두
`origin/dev`에 push한다. 새 세션에서는 reset, rebase 또는 force push로 상태를
맞추지 말고 먼저 실제 동기화 상태를 확인한다.

```powershell
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
```

이번에 함께 push할 선행 commit은 다음과 같다.

```text
40a7e6c feat(deterministic-parallel-assembly): step 0 — canonical-contribution-order
b9bb439 chore(deterministic-parallel-assembly): step 0 output
6c2e1f3 feat(deterministic-parallel-assembly): step 1 — tbb-element-evaluation
dc6baed chore(deterministic-parallel-assembly): step 1 output
127286c feat(deterministic-parallel-assembly): step 2 — thread-count-determinism
6ee51a8 chore(deterministic-parallel-assembly): step 2 output
6ad9f3c chore(deterministic-parallel-assembly): mark phase completed
ac8d24a test(assembly): cover deterministic kernel failures
7d52247 fix(assembly): stage benchmark TBB runtime
```

## 3. 완료된 deterministic parallel assembly

Phase metadata는 `phases/deterministic-parallel-assembly/index.json`에 기록되어
있으며 Step 0~2가 모두 completed다.

주요 결과:

- `MatrixContribution`의 canonical key를
  `(row, column, element, local_order)`로 고정했다.
- upper-triangle CSR pattern과 값을 한 번의 deterministic serial merge로 만든다.
- oneTBB는 Beam 요소별 `compute_beam3d2` 평가에만 사용한다.
- worker는 요소별 로컬 contribution을 만들고 shared CSR values에 쓰지 않는다.
- `AssemblyOptions.max_threads`와 `grain_size`는 0을 거부한다.
- element storage order와 external label 순열에 관계없이 기존 serial oracle의
  `EntityOrigin` 순서를 보존하도록 canonical rank를 contribution의 `ElementId`에
  사용한다.
- 여러 Beam kernel failure가 동시에 발생해도 canonical element origin상 첫 오류를
  반환한다. 해당 독립 review 보완은 mutation test로 RED를 확인한 뒤 추가했다.
- thread count 1, 2, 16에서 10회 반복하며 CSR 구조/값, RHS, displacement와
  reaction의 bit pattern이 동일함을 검증한다.
- `fesa_assembly_benchmark`는 production serial/parallel API를 사용하고 시간과
  element count만 출력한다. speedup은 correctness 조건이 아니다.
- benchmark target의 output directory에 imported `TBB::tbb` runtime DLL을
  post-build로 복사하므로 새 셸의 PATH에 TBB가 없어도 정확한 exe 경로로 실행된다.

관련 파일:

- `include/fesa/assembly/contribution.hpp`
- `include/fesa/assembly/assembler.hpp`
- `src/fesa/assembly/contribution.cpp`
- `src/fesa/assembly/parallel_assembler.cpp`
- `src/fesa/assembly/serial_assembler.cpp`
- `tests/unit/assembly/serial_assembler_test.cpp`
- `tests/unit/assembly/parallel_assembler_test.cpp`
- `tests/integration/assembly/thread_count_determinism_test.cpp`
- `tests/performance/assembly_benchmark.cpp`

유지할 핵심 경계:

- `assemble_serial`은 계속 bitwise oracle이다.
- TBB task가 끝난 후에만 solver를 호출한다.
- TBB type은 `core`, `model`, `fem`, `elements` public contract에 노출하지 않는다.
- scheduling 순서가 contribution 합산 순서나 오류 선택을 결정하면 안 된다.
- `LinearStaticAnalysis`는 현재도 `assemble_serial`을 호출한다. 다음 Phase 요구사항에
  없는 parallel backend 선택 기능을 끼워 넣지 않는다.

## 4. 현재 결과·HDF5 baseline과 남은 간극

`results-and-pipeline`에서 최소 수직 파이프라인은 완성되어 있다.

- `ResultDatabase -> ResultStep -> ResultFrame -> NodalFrame` semantic model
- serial assembly, essential BC, PARDISO, full displacement reconstruction과
  `r=Ku-f` 반력 복구를 조율하는 `LinearStaticAnalysis`
- all-constrained case의 order-0 PARDISO 우회
- schema `1.0.0` HDF5 writer와 public reader
- parser부터 HDF5 output까지 연결하는 `run_solver`와 `fesa solve`

현재 구현의 정확한 한계:

- `ResultFrame`은 `step_time`, nodal displacement/reaction, diagnostics만 가진다.
- node/element `EntityOrigin`, field 좌표계, component label/order가 semantic result에
  명시되어 있지 않다.
- Beam section strain/resultant, local frame, centroid/recovery-point stress가 없다.
- `LinearStaticAnalysis`는 nodal result만 채우며 element recovery를 호출하지 않는다.
- HDF5 schema `1.0.0`은 node 좌표·origin, Beam connectivity/section ID, 적용된
  shear area/source와 nodal result만 저장한다.
- HDF5 reader의 model은 adapter 전용 `Hdf5ModelSnapshot`이며 완전한 model/analysis
  재구성 계약이 아니다.
- material 전체 속성, sets, section 전체 속성/orientation/recovery points,
  step BC/load/solver settings, element result와 diagnostics는 파일에 없다.
- writer는 non-empty frame diagnostics를
  `hdf5.unsupported_result_diagnostics`로 거부한다.

관련 파일:

- `include/fesa/results/result_database.hpp`
- `src/fesa/results/result_database.cpp`
- `include/fesa/analysis/linear_static_analysis.hpp`
- `src/fesa/analysis/linear_static_analysis.cpp`
- `include/fesa/io/hdf5/writer.hpp`
- `src/fesa/io/hdf5/writer.cpp`
- `docs/HDF5_SCHEMA.md`
- `tests/unit/results/result_database_test.cpp`
- `tests/unit/analysis/linear_static_analysis_test.cpp`
- `tests/integration/io/hdf5_results_test.cpp`
- `tests/integration/pipeline/minimal_cantilever_test.cpp`

이 간극을 `result-contract-completion`에서만 필요한 만큼 채운다.

## 5. 다음 Phase 목표와 Step 순서

### Step 0 - beam-element-end-recovery

- 두 요소 끝의 section strain과 section resultant를 계산한다.
- strain 순서는
  `(epsilon, gamma_y, gamma_z, kappa_x, kappa_y, kappa_z)`, force 순서는
  `(N, Vy, Vz, T, My, Mz)`로 고정한다.
- centroid stress는 `N/A`, recovery point `(y,z)`의 stress는 axial+bending
  `sigma_xx`만 계산한다.
- 순수 축, 비틀림, 각 축 굽힘, 이축 굽힘, 양 끝 부호와 입력 recovery-point 순서를
  hand calculation으로 먼저 고정한다.
- stiffness와 동일한 `BeamFrame`, DOF, 회전 및 부호 convention을 재사용한다.

Focused acceptance:

```powershell
cmake --build --preset windows-debug
ctest --preset windows-debug -R "BeamRecovery|CentroidStress|SectionForce" --output-on-failure
ctest --preset windows-debug --output-on-failure
```

### Step 1 - complete-result-contract

- `BeamElementFrame`에 element ID/origin, local frame과 두 끝
  `BeamSectionResult`를 저장한다.
- `ResultFrame`에 `ElementFrame`을 추가한다.
- node/element provenance, field 좌표계와 component label/order를 semantic contract에
  명시한다.
- duplicate element/end node, wrong connectivity, nonfinite value와 mismatched
  recovery-point count를 validation에서 거부한다.
- `LinearStaticAnalysis`가 production Beam recovery API를 호출해 element result를
  채운다. recovery 수식을 analysis에 복제하지 않는다.

Focused acceptance:

```powershell
cmake --build --preset windows-debug
ctest --preset windows-debug -R "CompleteResultContract|ElementFrame" --output-on-failure
ctest --preset windows-debug --output-on-failure
```

### Step 2 - self-contained-hdf5

- 구현보다 먼저 `docs/HDF5_SCHEMA.md`에 새 version과 모든 dataset의 type, rank,
  shape, component/coordinate attributes를 확정한다.
- 파일 하나로 model, single-step analysis settings와 모든 Phase 1 result를
  재구성한다.
- model에는 coordinates/connectivity/origin, sets, materials, section 전체 속성,
  orientation, recovery points와 적용 shear 값/source를 포함한다.
- analysis에는 step, BC, load와 solver settings를 포함한다.
- results에는 nodal displacement/reaction, Beam local frame, 두 끝 strain/force,
  centroid/recovery-point `Sxx`와 diagnostics를 포함한다.
- public reader round trip과 `h5ls`로 구조를 독립 검증한다.

Focused acceptance:

```powershell
cmake --build --preset windows-debug
ctest --preset windows-debug -R SelfContainedHdf5 --output-on-failure
h5ls -r .\out\build\windows-debug\Testing\Temporary\fesa-self-contained.h5
ctest --preset windows-debug --output-on-failure
```

## 6. 구현 전에 정렬할 설계점

아래는 범위 확장이 아니라 Step 문서와 현재 타입 사이에서 테스트 전에 명시적으로
결정해야 할 최소 계약이다.

1. `end_node`의 소유권
   - Step 0 초안의 `BeamSectionResult`에는 `NodeId end_node`가 있지만 제시된
     `recover_beam3d2(const Beam3D2Input&, ...)` 입력에는 Node ID가 없다.
   - 가짜 ID를 만들지 않는다. recovery API가 node IDs를 받게 할지, kernel은
     end ordinal/`xi`만 반환하고 orchestration이 실제 NodeId를 붙일지 최소 설계를
     정한 뒤 테스트로 고정한다.

2. 끝점 strain/resultant와 부호
   - `docs/formulation/timoshenko-beam-3d.md`의 국부 DOF, shear strain, curvature와
     `sigma_xx=E(epsilon+z*kappa_y-y*kappa_z)`를 기준으로 한다.
   - section resultant의 양의 방향과 element nodal resisting-force 방향을 혼동하지
     않는다. 끝값에 임의 절댓값이나 후처리 sign flip을 적용하지 않는다.

3. Recovery point 계약
   - `BeamSection.recovery_points`의 `(y,z)` 순서와 입력 순서를 보존한다.
   - 빈 목록의 유효성, 두 끝의 expected count와 nonfinite coordinate/result 처리를
     result validation 및 round-trip test에서 명시한다.
   - 단면 형상 정보가 없으므로 point shear/torsional stress를 추정하지 않는다.

4. Result provenance와 component metadata
   - semantic result는 Abaqus/CSV/HDF5 명칭이나 handle에 의존하지 않는다.
   - node와 element origin, local/global coordinate system, component ordering을
     중복된 문자열 상수로 흩뜨리지 않을 최소 표현을 선택한다.

5. HDF5 version과 reader 반환 계약
   - 현재 `1.0.0`은 required object의 의미/형상/type을 같은 major에서 바꾸지 않는
     계약이다. 완전한 schema를 무버전으로 덮어쓰지 말고 version 정책을 문서와
     reader/writer test에 함께 반영한다.
   - public reader가 `Domain` 자체를 반환할지 완전한 serialization snapshot을
     반환할지는 아키텍처 경계를 확인해 결정하되, 원본 `.inp` 경로에 기대지 않고
     모든 요구 항목을 재구성할 수 있어야 한다.

6. Diagnostics와 analysis settings
   - 현재 diagnostics는 semantic frame에 있지만 HDF5 writer가 non-empty 값을
     거부한다. stage/severity/code/message/source의 손실 없는 저장 계약을 먼저
     정한다.
   - solver settings는 실제 Phase 1 실행 설정만 저장한다. 사용하지 않는 미래
     backend/history/dynamic 설정을 빈 구조로 추가하지 않는다.

## 7. 아키텍처와 범위 경계

- `core`, `model`, `fem`, `elements`는 Abaqus, HDF5, MKL 및 TBB API에 의존하지 않는다.
- Beam kernel에는 Abaqus output column 이름이나 CSV-specific field를 넣지 않는다.
- `ResultDatabase`에는 HDF5 object/handle 또는 serialization 전용 type을 노출하지
  않는다.
- HDF5 resource는 adapter의 move-only RAII wrapper 내부에 둔다.
- DofManager가 DOF와 equation mapping을 계속 단독 소유한다.
- analysis는 production recovery API를 조율하고 수식을 복제하지 않는다.
- 기존 parser/model validation/solver 경로를 test helper로 우회하지 않는다.
- 실제 두 번째 구현이 생기기 전에는 generic registry나 backend hierarchy를 만들지
  않는다.
- 이번 Phase에서 Abaqus CSV mapping, golden comparison와 물리량별 tolerance를
  선행하지 않는다. 이는 `beam-reference-qualification` 범위다.
- installer, Release package와 validation report를 선행하지 않는다. 이는
  `internal-release` 범위다.

## 8. 검증된 baseline과 개발환경

2026-08-02 기준 도구와 dependency:

- 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 설정한다. 절대경로를
tracked CMake/Preset에 넣지 않는다.

```powershell
$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"
```

기본 검증 명령:

```powershell
cmake --build --preset windows-debug
ctest --preset windows-debug --output-on-failure
uv run --with pytest python -m pytest -v -rs
.\out\build\windows-debug\Debug\fesa_assembly_benchmark.exe
```

HANDOFF 갱신 직전 확인한 baseline:

- MSVC Debug build 성공, 새 warning 없음
- CTest 54개 중 54개 성공
- Harness pytest 20개 중 20개 성공; 0-test 성공이 아님
- phase focused CTest 5개 모두 성공
- benchmark 예시:
  `elements=1000 serial_ms=488.602 parallel_ms=287.849 parallel_threads=16`
  (시간과 speedup은 환경 의존적이며 pass 조건이 아니다.)

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

```powershell
cmake --fresh --preset windows-debug
```

`h5ls` 직접 실행에는 HDF5 DLL과 Intel `libmmd.dll`이 모두 필요하다. 시스템 PATH는
영구 변경하지 말고 현재 셸에만 추가한다.

```powershell
$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
```

## 9. Harness child 환경 주의사항

이전 Phase의 최초 Harness 실행에서 child가 WindowsApps PowerShell을 시작할 때
access denied가 발생했고, 일부 재시도 build process가 겹치며 timeout과 stale
blocked metadata가 잠시 남았다. 최종적으로 모든 Step output의 `exitCode`는 0이고
phase metadata도 completed로 정리되었다.

현재 `C:\Users\baram\.codex\config.toml`은 원래 값인
`[windows] sandbox = "elevated"`로 복원되어 있음을 2026-08-02에 재확인했다.
다음 Phase에서는 먼저 표준 실행을 시도하고 같은 문제가 재현될 때만 아래 임시
workaround를 적용한다.

- 기존 `scripts/execute.py`, child Codex, CMake/MSBuild process가 완전히 종료됐는지
  확인해 중복 executor를 만들지 않는다.
- global config의 원래 값을 기록한 뒤 Harness 실행 동안만 sandbox를
  `unelevated`로 바꾼다.
- PATH 앞에는 standalone Codex와 Windows PowerShell 5.1을 두고 WindowsApps 및
  OpenAI Codex app-bin entry를 제거한다.
- 성공/실패와 관계없이 종료 즉시 config를 `elevated`로 복원하고 다시 읽어 확인한다.

```powershell
$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
```

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

## 10. 새 세션 시작 절차

먼저 이 문서와 다음 파일을 읽는다.

```text
phases/result-contract-completion/index.json
phases/result-contract-completion/step0.md
phases/result-contract-completion/step1.md
phases/result-contract-completion/step2.md
docs/formulation/timoshenko-beam-3d.md
docs/HDF5_SCHEMA.md
include/fesa/elements/beam/beam3d2.hpp
include/fesa/model/beam_section.hpp
include/fesa/results/result_database.hpp
include/fesa/io/hdf5/writer.hpp
src/fesa/elements/beam/beam3d2.cpp
src/fesa/results/result_database.cpp
src/fesa/analysis/linear_static_analysis.cpp
src/fesa/io/hdf5/writer.cpp
```

그 다음 Git/package 상태와 8절 baseline을 재검증하고 다음을 실행한다.

```powershell
python scripts/execute.py result-contract-completion
```

executor는 feature branch를 생성하거나 checkout하고 Step 상태와
`stepN-output.json`을 기록한다. 사용자가 명시적으로 요청하지 않은 한 `--push`를
사용하지 않는다.

각 Step은 다음 순서를 지킨다.

1. Step 파일의 필수 문서와 현재 구현을 모두 읽는다.
2. 6절의 모호한 계약을 구현 전에 명시하고 focused test로 고정한다.
3. hand-calculated/unit/integration test가 예상한 이유로 실패함을 먼저 확인한다.
4. 테스트를 통과시키는 최소 production code만 구현한다.
5. focused CTest, 전체 CTest와 Harness pytest를 실행한다.
6. Step 2에서는 public reader와 정확한 `h5ls -r` 명령으로 파일 구조를 확인한다.
7. Step summary/output metadata와 실제 결과를 대조한다.
8. Phase 종료 전 결과 부호, provenance, schema completeness, adapter 경계와
   round-trip 손실 여부를 독립 review한다.

## 11. 다음 Phase 완료 조건

- `phases/result-contract-completion/index.json`의 Step 0~2가 모두 completed
- `phases/index.json`에서 `result-contract-completion`이 completed
- pure axial/torsion/bending/biaxial recovery의 값·끝 부호·point 순서 검증
- section strain/resultant와 centroid/recovery-point `Sxx`의 명시적 component 및
  coordinate contract
- Beam element result의 ID/origin/connectivity/local frame 보존과 validation
- `LinearStaticAnalysis`가 production recovery로 complete `ResultDatabase` 생성
- 새 version의 HDF5 하나만으로 model, analysis settings, nodal/element results와
  diagnostics 재구성
- public reader round trip과 `h5ls -r` 구조 검증
- focused test와 전체 CTest 통과
- Harness pytest가 0개가 아닌 상태로 전체 통과
- 새 MSVC warning 없음
- 독립 review의 Critical/Important finding 해결
- Abaqus golden/tolerance나 internal release 범위를 선행하지 않음
- 사용자 요청 없이 원격 push 또는 `dev` 병합을 수행하지 않음

새 세션의 권장 첫 요청:

> `docs/HANDOFF.md`와 `result-contract-completion`의 index/step0~2를 읽고 현재
> `dev` baseline, Beam recovery의 미결 계약과 Harness child 실행 조건을 확인한 뒤
> `result-contract-completion` Phase를 시작해주세요.