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# Phase 15 自己ホスティング実装戦略 - MIR→Cranelift→lld
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Author: ChatGPT5 + Claude協議
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Date: 2025-09-03
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Version: 1.0
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## 📋 概要
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Nyash完全自己ホスティングを実現するための具体的実装戦略。
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**「MIR→Craneliftで.o/.objを作る→lldでEXEを組む」**をNyashツールチェーンに内蔵する。
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## 🎯 最終形（自己ホスト時の一発ボタン）
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```bash
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nyash build main.ny \
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--backend=cranelift \
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--target=x86_64-pc-windows-msvc # or x86_64-unknown-linux-gnu
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```
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内部処理フロー:
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1. **frontend**: AST→MIR13
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2. **codegen**: MIR→Cranelift→`.obj/.o`
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3. **link**: `lld-link`(Win) / `ld.lld`(Linux)でEXE生成
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4. 依存ランタイム`nyashrt`を自動リンク（静的/動的選択）
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## 🏗️ 実装の芯（最小で美しいやつ）
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### 1. コード生成ライブラリ（C ABIファサード）
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```c
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// 最小限の美しいインターフェース
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ny_mir_to_obj(mir_bin, target_triple) -> obj_bytes
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ny_mir_jit_entry(mir_bin) -> exit_code // 開発用
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ny_free_buf(buffer) // メモリ解放
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// エラーハンドリング
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// 例外は戻り値＋NyErr（unwind禁止）
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```
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実装のポイント:
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- 返却メモリは`ny_free_buf`で解放
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- 例外は戻り値＋NyErrで統一（unwind禁止）
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- C ABIで安定した境界を作る
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### 2. リンカー・ラッパ（プラットフォーム別）
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#### Windows
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- 既定: `lld-link`
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- 主要フラグ:
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```bash
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lld-link <objs...> nyashrt.lib /SUBSYSTEM:CONSOLE \
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/OUT:a.exe /ENTRY:nyash_entry \
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/LIBPATH:<sdk/lib> /MACHINE:X64
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```
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- MSVC互換が要る配布向けに`/fallback:link.exe`オプションも用意可
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#### Linux
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- 既定: `ld.lld`（開発で`mold`併用可）
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```bash
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ld.lld -o a.out main.o -L. -lnyashrt -lc -lm -pthread \
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--gc-sections --icf=all
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```
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#### macOS（将来）
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- 日常は`ld64.lld`、配布はXcodeの`ld64` + コード署名（要Entitlements）
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### 3. 同梱/検出戦略
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**優先順**: 埋め込み`lld` → システム`lld` → 代替（mold/link.exe/ld64）
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```bash
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nyash toolchain doctor # 検出＆パス設定
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--linker=lld|mold|link.exe|ld64 # 明示上書き
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```
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### 4. ランタイム同梱
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- `nyashrt`を**static（.a/.lib）**と**shared（.so/.dll）**両用意
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- 既定は**static**（配布が楽）、`--shared-rt`で動的リンクに切替
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- Windowsは**PDB生成**、Linuxは`-g`/`-Wl,--build-id`でデバッグ容易に
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## 🔧 エラー整合（ビルド失敗をわかりやすく）
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| エラー種別 | 戻り値 | 説明・対処 |
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|----------|-------|-----------|
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| `ny_mir_to_obj`失敗 | `NYCG_ERR_*` | ターゲット不一致/CLIF生成失敗など |
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| リンク失敗 | リンカ標準出力 | ファイル名/未解決シンボルを整形表示 |
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診断オプション:
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```bash
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--emit=clif,asm,obj,link-cmd # 診断をファイル出力（再現しやすい）
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```
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## 💾 キャッシュ＆クロスコンパイル
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### オブジェクトキャッシュ
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`hash(MIR, target, codegen_ver)` → `.obj/.o`を再利用
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### クロスコンパイル
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```bash
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--target=<triple> # .obj/.oとリンク器/SDKを切替
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- Win用: `x86_64-pc-windows-msvc`（`lld-link` + MSVCライブラリ）
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- Linux: `x86_64-unknown-linux-gnu`（`ld.lld` + glibc）
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**Zig toolchain**を併用するとクロス用のCRT/SDKが楽（内部はlld）
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## 🎨 使いやすいCLI例
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```bash
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nyash build main.ny --backend=cranelift --release
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nyash build main.ny --emit=obj,asm,clif # 解析用
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nyash run main.ny --backend=cranelift # JITで即実行
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nyash toolchain doctor # lld/SDK検出
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## ⚡ 地味に効く最適化スイッチ
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### リンカ最適化
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- `ld.lld`: `--gc-sections --icf=all`（不要コード除去＆同一関数折りたたみ）
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### Cranelift最適化
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- `opt_level=speed`
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- TypedArrayの**bounds-check併合**をLowerで実装
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### 実行時最適化
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- 起動時CPUIDで**関数ポインタ切替**（AVX2/512の専用小関数）
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## ✅ 最初の"動くまで"チェックリスト
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- [ ] `ny_mir_to_obj`（C ABI）で`.o/.obj`を返せる
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- [ ] `nyash link <obj> --target=<triple>`が`lld`でEXEを作れる
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- [ ] Windows/Linuxそれぞれ"Hello, Box!"実行成功
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- [ ] `--emit=clif,asm`でダンプが落ちる
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- [ ] 失敗時のエラーメッセージが**ファイル名＋未解決シンボル**まで出る
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- [ ] `nyash toolchain doctor`でlld/SDK検出
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## 📐 実装設計詳細
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### LinkerBox設計
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```nyash
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box LinkerBox {
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init { platform, linker_path, libraries, flags }
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link(objects, output_path) {
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local cmd = me.build_link_command(objects, output_path)
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local result = me.execute_linker(cmd)
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if result.exit_code != 0 {
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me.format_link_error(result.stderr)
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}
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return result
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}
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detect_linker() {
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// 優先順: 内蔵lld → システムlld → 代替
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if me.has_embedded_lld() {
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return me.extract_embedded_lld()
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}
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return me.find_system_linker()
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}
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}
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```
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### CraneliftBox統合
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```nyash
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box CraneliftBox {
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init { target_triple, opt_level }
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compile(mir) {
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// MIR13 → Cranelift IR → Object
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local module = me.create_module()
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for inst in mir.instructions {
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me.lower_instruction(module, inst)
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}
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return module.compile()
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}
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}
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## 🌟 まとめ
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- **Yes**: CraneliftでEXEにするには**内部でlldを叩く機能を埋め込む**のが正攻法
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- 仕組みは**MIR→Cranelift .o/.obj → lld**
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- C ABIファサード経由でcodegenを呼び、リンカは**内蔵ドライバ**で統一
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- これで**自己ホスト→即EXE生成**の"気持ちいい体験"が完成！
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## 🔗 関連ドキュメント
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- [Phase 15メインドキュメント](README.md)
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- [C ABI境界設計](../phase-12/c-abi-spec.md)
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|
- [MIR 13命令セット](../../reference/mir/INSTRUCTION_SET.md)
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|
- [Cranelift統合](../phase-10/)
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