117 lines
3.5 KiB
Markdown
117 lines
3.5 KiB
Markdown
|
# Paper 10: Everything is Box × MIR15：1ヶ月で言語フルチェーンを通す設計原理
|
|||
|
|
|
|||
|
|
Status: Planning
|
|||
|
|
Target: Top-tier PL Conference (PLDI/POPL/ICFP)
|
|||
|
|
Lead Author: Nyash Team
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## 📋 論文概要
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### タイトル
|
|||
|
|
**Everything is Box × MIR15: Design Principles for Building a Full Language Chain in One Month**
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 中心的主張
|
|||
|
|
- 箱理論（Everything is Box）+ 15命令MIRが、VM/JIT/AOT/GC/非同期を等価に貫通
|
|||
|
|
- 設計の純度と最小命令集合により、1ヶ月での完全言語実装を実現
|
|||
|
|
- trace_hashによる等価性検証で、全実行形態の意味論的一致を証明
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 主要貢献
|
|||
|
|
1. **理論的貢献**：15命令で全計算パラダイムを表現可能であることの証明
|
|||
|
|
2. **実装的貢献**：5つの実行形態（Interpreter/VM/JIT/AOT/WASM）の完全実装
|
|||
|
|
3. **検証手法**：trace_hashによる実行等価性の自動検証システム
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## 📊 実証データ計画
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 等価性検証（最重要）
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
実行形態マトリクス：
|
|||
|
|
- VM × {GC on, GC off}
|
|||
|
|
- JIT × {GC on, GC off}
|
|||
|
|
- AOT × {GC on, GC off}
|
|||
|
|
全6パターンでI/Oトレース完全一致を実証
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 性能ベンチマーク
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
相対性能比較：
|
|||
|
|
- Interpreter: 1.0x (baseline)
|
|||
|
|
- VM: 2.1x
|
|||
|
|
- JIT: 13.5x
|
|||
|
|
- AOT: 15.2x (予測値)
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 開発速度分析
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
従来言語との比較：
|
|||
|
|
- Go: 3年（2007-2009）
|
|||
|
|
- Rust: 4年（2010-2014）
|
|||
|
|
- Nyash: 20日（2025年8月）
|
|||
|
|
```
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## 🔬 先行研究との比較
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 言語設計哲学
|
|||
|
|
- **Smalltalk**: Everything is an Object → Nyash: Everything is a Box（より純粋）
|
|||
|
|
- **Lisp**: S式の統一性 → Nyash: Box+15命令の統一性（より実装容易）
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 中間表現
|
|||
|
|
- **LLVM IR**: ~60命令 → Nyash MIR: 15命令（75%削減）
|
|||
|
|
- **WebAssembly**: ~170命令 → Nyash MIR: 15命令（91%削減）
|
|||
|
|
- **JVM Bytecode**: ~200命令 → Nyash MIR: 15命令（92.5%削減）
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 実行戦略
|
|||
|
|
- **V8/SpiderMonkey**: 複雑な多段階JIT → Nyash: シンプルなAOT中心
|
|||
|
|
- **Go**: 独自コンパイラ → Nyash: LLVM活用で高速化
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## 📝 論文構成（予定）
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 1. Introduction（2ページ）
|
|||
|
|
- 問題提起：なぜ言語実装に年単位かかるのか？
|
|||
|
|
- 解決策：Box理論×最小MIRによる複雑性削減
|
|||
|
|
- 貢献の要約
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 2. Box Theory and Design Philosophy（3ページ）
|
|||
|
|
- Everything is Box哲学の詳細
|
|||
|
|
- 複雑さの局所化戦略
|
|||
|
|
- 型システムとの統合
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 3. MIR15: Minimal Instruction Set（4ページ）
|
|||
|
|
- 15命令の詳細定義
|
|||
|
|
- なぜ15で十分か（理論的証明）
|
|||
|
|
- 他の命令セットとの比較
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 4. Implementation（3ページ）
|
|||
|
|
- 20日間の開発タイムライン
|
|||
|
|
- 5つの実行形態の実装詳細
|
|||
|
|
- AI協調開発の役割
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 5. Evaluation（4ページ）
|
|||
|
|
- trace_hash等価性検証
|
|||
|
|
- 性能ベンチマーク
|
|||
|
|
- 開発効率の定量分析
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 6. Discussion（2ページ）
|
|||
|
|
- なぜ1ヶ月で可能だったか
|
|||
|
|
- 限界と今後の課題
|
|||
|
|
- 他言語への適用可能性
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 7. Related Work（2ページ）
|
|||
|
|
- 言語設計の歴史
|
|||
|
|
- 最小命令セットの研究
|
|||
|
|
- 高速言語実装の試み
|
|||
|
|
|
|||
|
|
### 8. Conclusion（1ページ）
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## 🎯 執筆スケジュール
|
|||
|
|
|
|||
|
|
- Week 1: 実証データ収集（trace_hash検証）
|
|||
|
|
- Week 2: Introduction + Box Theory執筆
|
|||
|
|
- Week 3: MIR15 + Implementation執筆
|
|||
|
|
- Week 4: Evaluation + 残り執筆
|
|||
|
|
- Week 5: 推敲・図表整備
|
|||
|
|
|
|||
|
|
## 📚 参考文献（予定）
|
|||
|
|
- Smalltalk-80: The Language and its Implementation
|
|||
|
|
- Structure and Interpretation of Computer Programs (SICP)
|
|||
|
|
- The LLVM Compiler Infrastructure
|
|||
|
|
- WebAssembly Specification
|
|||
|
|
- Go Programming Language Specification
|