feat(llvm): Phase 285LLVM-0 - LLVM Conformance One-Pass
Step 0: SSOT/Reality Alignment - Update Feature Matrix (lifecycle.md): - WeakRef: "285A1" → "285LLVM-1" - Leak Report: "partial" → "Parent process roots only (285LLVM-0)" - Add detailed LLVM limitation explanation - Update SKIP reason (phase285_weak_basic_llvm.sh): "285A1" → "285LLVM-1" Step 1: LLVM Leak Report Implementation - Add emit_leak_report() calls to llvm.rs (success + error paths) - Create phase285_leak_report_llvm.sh smoke test (3 test cases PASS) - Add NYASH_LEAK_LOG documentation to environment-variables.md - Manual test: All 3 cases PASS (no-log, LEVEL=1, LEVEL=2) - Smoke test: 3/3 PASS Step 2: WeakRef Design Preparation - Create phase-285llvm-1-design.md - Runtime representation candidate (Option B with caveat) - FFI signatures definition - Implementation checklist - Test strategy - NO CODE IMPLEMENTATION (design-only phase) Implementation: - Minimal 10-20 line code change (as planned) - Reuses existing leak_tracker.rs infrastructure - LLVM limitation transparently documented - Exit codes unchanged (0/1 preserved) - Fixture SSOT: apps/tests/*.hako shared between VM/LLVM Test Results: - ✅ Manual test: 3/3 cases PASS - ✅ Smoke test: 3/3 cases PASS - ✅ No regressions Files Changed: - src/runner/modes/llvm.rs (2 emit_leak_report() calls) - docs/reference/language/lifecycle.md (Feature Matrix + LLVM limitation) - docs/reference/environment-variables.md (NYASH_LEAK_LOG entry) - tools/smokes/v2/profiles/quick/lifecycle/phase285_weak_basic_llvm.sh (SKIP reason) Files Added: - tools/smokes/v2/profiles/quick/lifecycle/phase285_leak_report_llvm.sh - docs/development/current/main/phases/phase-285/phase-285llvm-1-design.md 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.5 <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
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# Phase 285LLVM-1: WeakRef LLVM Implementation Design
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**Status**: Design phase (no implementation yet)
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**Date**: 2025-12-24
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**Related**: Phase 285A0 (VM WeakRef implementation), Phase 285LLVM-0 (LLVM Leak Report)
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## Goal
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LLVM backendでWeakRefサポートを実装し、VM parityを達成する
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## Background
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### 現状
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- **VM**: WeakRef完全実装済み（Phase 285A0）
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- `VMValue::WeakBox(Weak<dyn NyashBox>)` 実装
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- 8テスト全てPASS
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- `apps/tests/phase285_weak_*.hako` にfixtureあり
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- **LLVM**: 完全未実装
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- `src/llvm_py/instruction_lower.py` に WeakNew/WeakLoad handler存在せず
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- fallback処理もなし（未知命令は無視される）
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### 制約
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- **WeakRef field契約**: フロントエンド（parser/MIR builder）の責務
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- 全バックエンドで既に効いている
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- LLVM側で実装不要
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- **GC統合**: WeakRefはGC不要で動作（デザイン済み）
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## Runtime表現（候補）
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### 候補: Option B (i64 with convention, bit 63 = weak marker)
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**理由**:
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- 最小FFI overhead（既存のhandle infrastructureを再利用）
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- 実装が単純
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- 後でtagged unionに変更可能
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**注意**:
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⚠️ **Phase 285LLVM-1実装前に既存LLVM値表現との整合性確認が必要**
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- 既存のhandle/boxing方式と衝突しないか検証
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- i64の最上位ビット（bit 63）が他の目的で使われていないか確認
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### 代替案
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**Option A**: Tagged Pointer `{i32 tag, i64 handle}`
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- ✅ 型安全
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- ❌ 実装が複雑
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- ❌ FFI overhead増加
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**Option C**: Opaque Pointer
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- ✅ Future-proof
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- ❌ Runtime support必要
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- ❌ より大きな変更が必要
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## weak_to_strong() 返り値
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**SSOT** (`docs/reference/language/lifecycle.md:179`):
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- 成功: Strong BoxRef (i64 handle > 0)
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- 失敗: null (i64(0) = Void)
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## FFI API
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Phase 285LLVM-1で実装する3つのFFI関数（`crates/nyash_kernel/src/lib.rs` または相当箇所）:
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```rust
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#[no_mangle]
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pub extern "C" fn nyrt_weak_new(strong_handle: i64) -> i64 {
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// Convert strong handle to weak handle
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// Implementation: Phase 285LLVM-1
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unimplemented!("Phase 285LLVM-1")
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}
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#[no_mangle]
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pub extern "C" fn nyrt_weak_to_strong(weak_handle: i64) -> i64 {
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// Upgrade weak to strong
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// Returns: strong handle (>0) on success, 0 (Void) on failure
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unimplemented!("Phase 285LLVM-1")
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}
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#[no_mangle]
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pub extern "C" fn nyrt_weak_drop(weak_handle: i64) {
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// Release weak reference
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unimplemented!("Phase 285LLVM-1")
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}
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```
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## MIR Lowering
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LLVM IR生成時の変換（`src/llvm_py/instruction_lower.py` で実装）:
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```python
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# WeakNew: strong → weak 変換
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# MIR: WeakNew(dst=ValueId(10), box_val=ValueId(5))
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# LLVM IR: %10 = call i64 @nyrt_weak_new(i64 %5)
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elif op == "weak_new":
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box_val = lower_value(inst["box_val"])
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result = builder.call(nyrt_weak_new_fn, [box_val])
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store_value(inst["dst"], result)
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# WeakLoad: weak → strong 変換（失敗時は0）
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# MIR: WeakLoad(dst=ValueId(20), weak_ref=ValueId(10))
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# LLVM IR: %20 = call i64 @nyrt_weak_to_strong(i64 %10)
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elif op == "weak_load":
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weak_ref = lower_value(inst["weak_ref"])
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||||
result = builder.call(nyrt_weak_to_strong_fn, [weak_ref])
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store_value(inst["dst"], result)
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```
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## テスト戦略
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### Fixture再利用
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VM fixtureを再利用（`apps/tests/phase285_weak_*.hako`）:
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- `phase285_weak_basic.hako` - 基本動作
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- `phase285_weak_upgrade.hako` - weak_to_strong()成功/失敗
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- その他6ファイル（合計8 fixtures）
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### Parity検証
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VM/LLVM出力parity検証:
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- stdout比較（同じ出力であることを確認）
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- exit code比較（同じ終了コードであることを確認）
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### スモークテスト
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`tools/smokes/v2/profiles/quick/lifecycle/phase285_weak_basic_llvm.sh`:
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- 現在SKIP中（Phase 285LLVM-1 message）
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- 実装後にSKIP解除
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## 実装チェックリスト
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### ファイル変更/新規作成
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- [ ] **新規**: `src/llvm_py/instructions/weak.py`
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- WeakNew/WeakLoad handler実装
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- `instruction_lower.py` から分離されたモジュール
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- [ ] **変更**: `src/llvm_py/instruction_lower.py`
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- `elif op == "weak_new"` handler追加
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- `elif op == "weak_load"` handler追加
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- `weak.py` をimport
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- [ ] **変更**: `crates/nyash_kernel/src/lib.rs` (または相当箇所)
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- `nyrt_weak_new()` 実装
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- `nyrt_weak_to_strong()` 実装
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- `nyrt_weak_drop()` 実装
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- [ ] **変更**: `tools/smokes/v2/profiles/quick/lifecycle/phase285_weak_basic_llvm.sh`
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- `test_skip` 削除
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- 実際のテスト実装（VM版と同じパターン）
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### 検証ステップ
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1. [ ] **Runtime表現の整合性確認**
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- 既存LLVM値表現（handle/boxing方式）と衝突しないか検証
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- bit 63が他で使われていないか確認
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2. [ ] **FFI関数単体テスト**
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- `nyrt_weak_new()` が正しいweak handleを返すか
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- `nyrt_weak_to_strong()` が成功時にstrong handle、失敗時に0を返すか
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- `nyrt_weak_drop()` が正しくリソースを解放するか
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3. [ ] **MIR lowering検証**
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- WeakNew命令が正しくLLVM IRに変換されるか
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- WeakLoad命令が正しくLLVM IRに変換されるか
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- 生成されたLLVM IRが実行可能か
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4. [ ] **VM/LLVM parity検証**
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- 8 fixtureでVM/LLVMの出力が一致するか
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- exit codeが一致するか
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5. [ ] **スモークテスト**
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- `phase285_weak_basic_llvm.sh` PASS確認
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- 回帰テスト（既知FAIL以外増えないか）
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## 前提条件
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- ✅ VM WeakRef完全実装済み（Phase 285A1）
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- ⚠️ Runtime表現候補選定済み（Option B、実装前に既存LLVM値表現との整合性確認必要）
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- ✅ FFI signatures定義済み（本ドキュメント）
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- ✅ Phase 285LLVM-0完了（LLVM Leak Report実装済み）
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## 実装時の注意点
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1. **Fail-Fast原則**: エラーは早期に明示的に失敗させる
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- weak_to_strong()失敗時はnull (i64(0))を返す
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- フォールバック処理は入れない
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2. **SSOT準拠**: `docs/reference/language/lifecycle.md` の仕様に厳密に従う
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- weak_to_strong()の返り値は仕様通り
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- WeakRef semanticsは変更しない
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3. **テスト駆動**: VM fixtureで動作確認してから進める
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- 実装→テスト→修正のサイクルを回す
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- VM parityを常に確認
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## 成功基準
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**Phase 285LLVM-1 完了時**:
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- ✅ WeakNew/WeakLoad命令のLLVM IR生成が動作
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- ✅ FFI関数3つ（nyrt_weak_new, nyrt_weak_to_strong, nyrt_weak_drop）実装済み
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- ✅ 8 fixtureでVM/LLVM parity達成（stdout + exit code一致）
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- ✅ `phase285_weak_basic_llvm.sh` スモークテストPASS
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- ✅ 回帰なし（既知FAIL以外増えない）
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## 参考資料
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- VM実装: `src/runtime/execution/vm/value.rs` (`VMValue::WeakBox`)
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- WeakRef SSOT: `docs/reference/language/lifecycle.md:170-180`
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- Fixtures: `apps/tests/phase285_weak_*.hako`
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- Phase 285A0: VM WeakRef実装（完了）
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- Phase 285LLVM-0: LLVM Leak Report実装（完了）
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