From 2c485c94441be73b258b54935d64054f1ad661b7 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Moe Charm <moe.charm@example.com>
Date: Thu, 14 Aug 2025 06:51:07 +0900
Subject: [PATCH] docs(phase8.3): update Issue #53 with current progress and
 Copilot guidance
MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Content-Transfer-Encoding: 8bit

- Update current state with Phase 8.2 PoC2/PoC3 completion
- Add comprehensive test cases for Copilot implementation
- Include implementation guidance and quality assurance checklist
- Add technical baseline info (CLI, browser test env, docs)
- Provide RefNew implementation example for reference

🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.ai/code)

Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
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 .../issues/phase8.3_wasm_box_operations.md    | 143 ++++++++++++++++++
 1 file changed, 143 insertions(+)
 create mode 100644 docs/予定/native-plan/issues/phase8.3_wasm_box_operations.md

diff --git a/docs/予定/native-plan/issues/phase8.3_wasm_box_operations.md b/docs/予定/native-plan/issues/phase8.3_wasm_box_operations.md
new file mode 100644
index 00000000..8bd745ef
--- /dev/null
+++ b/docs/予定/native-plan/issues/phase8.3_wasm_box_operations.md
@@ -0,0 +1,143 @@
+# Phase 8.3: WASM Box Operations - オブジェクト操作のWASM実装
+
+## Summary
+Phase 8.2 PoC1で基本演算のMIR→WASM変換が完成。次はNyashの核心である「Everything is Box」哲学をWASMで実現する。メモリ管理とBox操作（RefNew/RefGet/RefSet）を実装し、オブジェクト指向プログラミングをWASMで動作させる。
+
+## Current State
+- ✅ Phase 8.1: WASM基盤完成（メモリ管理・ランタイム・WAT生成）
+- ✅ Phase 8.2 PoC1: 基本演算完成（算術・比較・制御フロー・print）
+- ✅ Phase 8.2 PoC2: CLI統合完成（`--compile-wasm`オプション + Safepoint対応）
+- ✅ Phase 8.2 PoC3: ブラウザ実行確認（Nyash→WASM→Browser完全パイプライン）
+- ✅ Phase 8.2 Docs: 実行バックエンド完全ドキュメント作成（execution-backends.md）
+- 🚧 Phase 8.3: Box操作実装（本Issue）
+
+## Technical Requirements
+
+### 1. メモリレイアウト拡張
+```wat
+;; Box layout in WASM linear memory:
+;; [type_id:i32][ref_count:i32][field_count:i32][field0:i32][field1:i32]...
+;;
+;; Example: StringBox
+;; [0x1001][1][2][ptr_to_string][string_length]
+```
+
+### 2. メモリアロケータ改良
+現在のbump allocatorを拡張：
+- `malloc(size) -> ptr` - メモリ確保
+- `free(ptr)` - メモリ解放（Phase 8.3では未実装、将来対応）
+- アライメント考慮（4バイト境界）
+
+### 3. MIR→WASM変換実装
+```rust
+// Phase 6で実装済みのMIR命令
+MirInstruction::RefNew { dst, box_val }      // 新規Box作成
+MirInstruction::RefGet { dst, reference, field }  // フィールド読み取り
+MirInstruction::RefSet { reference, field, value } // フィールド書き込み
+MirInstruction::NewBox { dst, box_type, args }    // Box生成
+```
+
+## Implementation Tasks
+
+### Task 1: メモリ管理強化 🔧
+- [ ] Box用メモリレイアウト定義（src/backend/wasm/memory.rs）
+- [ ] malloc関数のWASM実装（アライメント対応）
+- [ ] Box型ID管理システム（StringBox=0x1001等）
+
+### Task 2: RefNew実装 📦
+- [ ] `MirInstruction::RefNew` → WASM変換
+- [ ] メモリ確保 + 初期化コード生成
+- [ ] 参照カウント初期値設定（将来のGC対応準備）
+- [ ] **実装例参考**:
+  ```rust
+  // src/backend/wasm/codegen.rs の MirInstruction::RefNew 処理
+  MirInstruction::RefNew { dst, box_val } => {
+      // 1. メモリサイズ計算 (header + fields)
+      // 2. malloc呼び出し
+      // 3. type_id設定
+      // 4. ref_count=1設定  
+      // 5. dst変数に格納
+  }
+  ```
+
+### Task 3: RefGet/RefSet実装 🔍
+- [ ] フィールドオフセット計算
+- [ ] `MirInstruction::RefGet` → `i32.load` 変換
+- [ ] `MirInstruction::RefSet` → `i32.store` 変換
+- [ ] 型安全性チェック（デバッグビルドのみ）
+
+### Task 4: NewBox実装 🎁
+- [ ] Box型名→型ID解決
+- [ ] コンストラクタ呼び出しシーケンス生成
+- [ ] 初期化引数の処理
+
+### Task 5: テスト実装 ✅
+- [ ] `test_wasm_poc2_box_operations.rs` 作成
+- [ ] 基本的なBox操作テスト
+  ```nyash
+  // テスト対象のNyashコード相当
+  box DataBox { init { value } }
+  local obj = new DataBox()
+  obj.value = 42
+  print(obj.value)  // 42が出力される
+  ```
+- [ ] **Copilot実装支援用：詳細テストケース**
+  - [ ] RefNew単体テスト（Box作成のみ）
+  - [ ] RefSet単体テスト（フィールド書き込み）
+  - [ ] RefGet単体テスト（フィールド読み取り）
+  - [ ] 複合操作テスト（作成→書き込み→読み取り）
+  - [ ] エラーハンドリングテスト（不正アクセス等）
+  - [ ] メモリレイアウト検証テスト（アライメント確認）
+
+## Success Criteria
+- [ ] RefNew/RefGet/RefSetがWASMで正常動作
+- [ ] 簡単なオブジェクト操作がend-to-endで実行可能
+- [ ] メモリレイアウトが明確にドキュメント化
+- [ ] 既存のPoC1テストが引き続きPASS
+- [ ] **Copilot品質保証**:
+  - [ ] 全テストケースがCI環境でPASS
+  - [ ] `cargo check` でビルドエラーなし
+  - [ ] `--compile-wasm` オプションで正常なWAT出力
+  - [ ] ブラウザでの実行確認（`wasm_demo/` 環境）
+  - [ ] 既存Phase 8.2テストとの互換性維持
+
+## Technical Notes
+
+### 現在の実装基盤（2025-08-14時点）
+- ✅ **WASM CLI**: `./target/release/nyash --compile-wasm program.nyash` で動作
+- ✅ **ブラウザテスト**: `wasm_demo/` ディレクトリに実行環境完備
+- ✅ **Safepoint対応**: `src/backend/wasm/codegen.rs:line XX` で実装済み
+- ✅ **実行ドキュメント**: `docs/execution-backends.md` で使用方法詳細化
+
+### AST→MIR制約への対応
+現在AST→MIRは基本構文のみ対応（ユーザー定義Box未対応）。本Phaseでは：
+- MIR直接構築によるテストを優先
+- AST→MIR拡張は並行して別タスクで実施
+
+### Copilot実装ガイダンス
+Phase 8.3実装時の推奨アプローチ：
+1. **段階的実装**: RefNew → RefGet → RefSet の順序で個別実装
+2. **テスト駆動**: 各MIR命令に対応する単体テストを先に作成
+3. **既存パターン活用**: `src/backend/wasm/codegen.rs` の既存実装を参考
+4. **メモリ安全性**: アライメント・境界チェックを必ず実装
+5. **デバッグ支援**: WAT出力にコメント追加で可読性向上
+
+### 将来の拡張準備
+- 参照カウントフィールドを含むが、Phase 8.3では使用しない
+- GC実装は将来のPhaseで対応
+- 文字列等の可変長データは次Phase以降
+
+## Dependencies
+- wasmtime 18.0.4
+- wabt 0.10.0
+- 既存のMIR Phase 6実装
+
+## Estimate
+- 実装期間: 2-3日
+- 複雑度: 中（メモリ管理が主な課題）
+- リスク: WASMメモリ管理の複雑性
+
+---
+Created: 2025-08-13
+Target: Phase 8.3 PoC2
+Priority: High
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