# 🚀 Nyash Native Compilation Roadmap
*Generated: 2025-08-14 - AI大会議議題*

## 🎯 現在地点

**Phase 8.2 PoC2達成**: 280倍高速化WASM実行成功
```
Current Performance (100 iterations avg):
- WASM: 0.17ms (280x faster)
- VM: 16.97ms (2.9x faster) 
- Interpreter: 48.59ms (baseline)
```

**技術基盤完成状況**:
- ✅ AST → MIR変換パイプライン
- ✅ MIR → WASM コード生成
- ✅ MIR → VM 実行エンジン
- ✅ 3バックエンド統合CLI
- ✅ 自動ベンチマークシステム

## 🗺️ ネイティブコンパイル戦略

### 🥇 Phase A: AOT WASM (短期 - 2-4週間)
**Goal**: 既存WASM基盤でネイティブ実行ファイル生成

**実装アプローチ**:
```bash
# 新CLI機能
nyash --compile-native program.hako -o program.exe
nyash --aot program.hako  # 短縮形

# 内部パイプライン
Nyash → AST → MIR → WASM → wasmtime compile → Native Binary
```

**技術詳細**:
- **wasmtime compile**: WASM → ネイティブバイナリ変換
- **Cranelift使用**: wasmtimeの内部コンパイラ活用
- **クロスプラットフォーム**: Windows/Linux/macOS対応
- **既存基盤活用**: WASMバックエンド完全再利用

**期待性能**: 0.10ms (500倍高速化)

**成功基準**:
- [ ] `--compile-native` CLI実装
- [ ] 実行ファイル生成成功
- [ ] 既存ベンチマーク維持
- [ ] クロスプラットフォーム動作確認

**実装ファイル**:
- `src/backend/native_aot.rs` - AOTコンパイラ
- `src/main.rs` - CLI統合
- `benchmarks/bench_native.hako` - ネイティブ性能測定

### 🥈 Phase B: Cranelift Direct (中期 - 2-3ヶ月) 
**Goal**: MIRから直接ネイティブコード生成

**実装アプローチ**:
```rust
// src/backend/cranelift.rs
pub struct CraneliftBackend {
    context: cranelift::Context,
    module: cranelift::Module<ObjectModule>,
}

// パイプライン
Nyash → AST → MIR → Cranelift IR → Native Binary
```

**技術詳細**:
- **直接コンパイル**: WASM経由せずMIR→ネイティブ
- **最適化制御**: Craneliftの最適化レベル調整
- **デバッグ情報**: ネイティブデバッガ対応
- **静的リンク**: 単体実行ファイル生成

**期待性能**: 0.08ms (600倍高速化)

**技術課題**:
- [ ] MIR → Cranelift IR変換実装
- [ ] Everything is Box メモリモデル
- [ ] ガベージコレクション統合
- [ ] デバッグ情報生成

### 🥉 Phase C: LLVM Optimization (長期 - 6ヶ月+)
**Goal**: 最高性能のLLVMバックエンド

**実装アプローチ**:
```rust
// src/backend/llvm.rs - inkwell使用
use inkwell::*;

// パイプライン  
Nyash → AST → MIR → LLVM IR → Native Binary (O3)
```

**技術詳細**:
- **LLVM O3最適化**: 最高レベルの最適化
- **LTO対応**: Link Time Optimization
- **プロファイル最適化**: PGO (Profile Guided Optimization)
- **ターゲット最適化**: CPU特化最適化

**期待性能**: 0.05ms (1000倍高速化)

**技術課題**:
- [ ] LLVM依存管理
- [ ] 複雑な最適化パス
- [ ] ビルド時間増大対策
- [ ] バイナリサイズ最適化

## 📊 性能予測比較

| Phase | Backend | 予想時間 | 高速化倍率 | 実装期間 | 技術的複雑度 |
|-------|---------|----------|------------|----------|-------------|
| Current | WASM | 0.17ms | 280x | ✅完了 | 中 |
| **A** | **AOT WASM** | **0.10ms** | **500x** | **2-4週間** | **低** |
| B | Cranelift | 0.08ms | 600x | 2-3ヶ月 | 中 |
| C | LLVM O3 | 0.05ms | 1000x | 6ヶ月+ | 高 |

## 🎯 推奨実装順序

### 1. **Phase A優先推奨理由**
- **低リスク**: 既存技術活用
- **高効果**: 2-3倍の追加高速化
- **即効性**: 数週間で実用可能
- **学習効果**: ネイティブコンパイル経験獲得

### 2. **段階的発展**
- Phase A → 実用レベルのネイティブ言語達成
- Phase B → 専用最適化による差別化
- Phase C → 最高性能言語の地位確立

### 3. **ベンチマーク駆動開発**
各Phaseで既存ベンチマークシステム活用:
```bash
# 性能回帰チェック
nyash --benchmark --iterations 100
# ネイティブ性能測定  
nyash --benchmark --native --iterations 100
```

## 🤖 AI議論ポイント

### Gemini先生への質問
1. **Cranelift vs LLVM**: Rust言語開発の観点からの推奨は？
2. **wasmtime compile**: 実用性・性能・制約の評価
3. **Everything is Box**: ネイティブでの最適実装戦略
4. **段階的アプローチ**: 技術的妥当性の評価

### codex先生への質問  
1. **実装優先度**: Phase A-C の現実的スケジュール
2. **技術的課題**: 各Phaseの隠れたリスク分析
3. **ユーザー価値**: ネイティブ化の実用的メリット
4. **競合比較**: 他言語のネイティブ戦略との差別化

## 🌟 期待される革新

### 開発体験革命
- **開発**: インタープリター（詳細デバッグ）
- **テスト**: VM（中間性能・高信頼性）
- **配布**: WASM（Web・サンドボックス）
- **本番**: Native（最高性能・単体配布）

### 言語としての完成度
- **学習容易性**: Everything is Box哲学
- **開発効率性**: 明示的デリゲーション・型安全性
- **実行性能**: ネイティブレベルの高速実行
- **配布柔軟性**: 4つの実行形態対応

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**次のステップ**: AI大会議で実装戦略の詳細検討・優先順位決定

*Let's make Nyash the ultimate native language! 🚀*