feat(phase-9.78b): Complete plugin Box inheritance and argument support
ChatGPT5による大規模改善: - ✅ プラグインBox継承サポート完成 - ✅ from Parent.method()でプラグインメソッド呼び出し - ✅ 引数・戻り値のTLVエンコード/デコード - ✅ 借用チェッカーエラー全解決 - ✅ MIRビルダーのクローン修正 次期作業: - Phase 9.78b Step 3: BoxFactory dyn化 - アーキテクチャ改善継続 Co-authored-by: ChatGPT5 <noreply@openai.com>
This commit is contained in:
Moe Charm
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# Phase 9.78c: プラグインBoxのデリゲーション一体化計画（Interpreter先行）
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作成日: 2025-08-21
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優先度: 高
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担当: Codex + User
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## 目的（Goal）
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ユーザー定義／ビルトイン／プラグインの3種のBoxを、デリゲーション（`from Parent.method`）と通常メソッド解決で「ほぼ同じ体験」に揃える。第一段としてInterpreter側での親メソッド呼び出し経路を拡張し、プラグイン親のフォールバック経路を提供する。
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## 背景（Context）
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- 現在：
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- ユーザー定義は素直に解決、ビルトインは`__builtin_content`経由で親メソッドを呼び出し可能。
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- プラグインは`PluginBoxV2`として生成・利用可能だが、親メソッド呼び出しのフォールバック経路が未整備。
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- VM側は`BoxCall`で`PluginBoxV2`を検出し、ローダにルーティング可能（最小の引数/戻り値サポートは導入済）。
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- Interpreterでも同じ体験を提供するため、親プラグインへのブリッジを追加する。
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## スコープ（Scope）
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- Interpreter先行の対応：
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1) `InstanceBox` に `__plugin_content`（NyashValue::Box）を導入
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2) 子Boxが `from PluginBox` を宣言している場合、子の生誕時（birth）にプラグイン親を生成して保持
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3) メソッド解決：
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- ユーザー定義メソッドで見つからない → 既存のビルトイン親チェック → プラグイン親チェック（`__plugin_content`があれば `PluginLoaderV2.invoke_instance_method`）
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4) `from Parent.method` のInterpreter側分岐：Parentがプラグインであれば、上記 `invoke_instance_method` に直接ルーティング
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- VM側の“from Parent.method”は次フェーズ（9.78d以降）で整備（Builder/VMの双方に影響大のため）
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## 具体タスク（Plan）
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1. InstanceBox拡張（低リスク）
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- `fields_ng`に `"__plugin_content"` を保持できるように（キー名は固定）
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- birth直後に、プラグイン親（if any）を `PluginLoaderV2.create_box` で生成→`__plugin_content`格納
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- 注意: 生成に必要な引数はゼロ想定。将来は子birth引数から親引数を抽出する設計を追加
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2. メソッド解決のフォールバック（中リスク）
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- 現状の解決順（ユーザー定義 → ビルトイン親）に続けて、プラグイン親を追加
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- `__plugin_content`が `PluginBoxV2` なら、`PluginLoaderV2.invoke_instance_method(parent_box_type, method, instance_id, args)` を実行
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- 引数/戻り値は最小TLV（Int/String/Bool）に限定（VM側と整合）
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3. from Parent.method（Interpreter側）の分岐拡張（中リスク）
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- Parentがビルトイン：現状を維持
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- Parentがユーザー定義：現状を維持
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- Parentがプラグイン：`__plugin_content`が存在することを前提に `invoke_instance_method` を呼び出し
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4. テスト（小粒E2E、低リスク）
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- ユーザー定義Boxが `from PluginBox` を持つケースで、子メソッドから `from PluginBox.method()` へ到達できること（ゼロ/1引数程度）
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- 直接 `plugin_parent.method()` を呼ばず、子 → 親（プラグイン）呼び出しの透過性を確認
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5. ドキュメント（低リスク）
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- `docs/説明書/VM/README.md` に「プラグイン親フォールバック」を追記
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- `docs/説明書/reference` に `__plugin_content` の内部仕様を簡潔に注記（内部予約キー）
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## 非スコープ（Out of Scope）
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- VM側の `from Parent.method` の完全対応（次フェーズ）
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- TLVの型拡張（Float/配列/Box参照など）—次フェーズで段階的に
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- プラグイン親のフィールド継承（行わない）
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## リスクと対策
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- リスク: birth時のプラグイン生成失敗（nyash.toml/共有ライブラリ未整備）
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- 対策: 失敗時は`__plugin_content`未設定で続行し、親メソッド呼び出し時に明示エラー
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- リスク: 引数/戻り値のTLVが最小型に留まるため、メソッド範囲に制限
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- 対策: 先に成功体験を提供し、必要に応じて段階拡張（9.78d以降）
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## 受け入れ基準（Acceptance Criteria）
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- 子Boxが`from PluginBox`を持つ時、子メソッド中の `from PluginBox.method()` がInterpreterで正常に実行される
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- `new Child(...).childMethod()` →（内部で）プラグイン親メソッド呼び出しが透過的に成功
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- 失敗時にわかりやすいエラー（設定不足/メソッド未定義）
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- 既存E2E/ライブラリ型チェックが維持される
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## 実装順序（Milestones）
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1. InstanceBox `__plugin_content`導入 + birth時格納（1日）
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2. メソッド解決フォールバック追加（1～2日）
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3. from Parent.method 分岐拡張（1日）
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4. 小粒E2E・ドキュメント更新（0.5～1日）
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## 備考
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- VM側は既に`BoxCall`でPluginメソッドを呼び出せる。Interpreterを先行して整備し、ユーザー体験を揃える。
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- 将来は「親メソッドテーブル」の共通インターフェイスをランタイムへ寄せ、Interpreter/VMの実装差分を更に縮小する。
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docs/説明書/VM/README.md
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103
docs/説明書/VM/README.md
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# Nyash VM 実行基盤ガイド
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最終更新: 2025-08-21（Phase 9.78 系対応）
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本書は Nyash の VM バックエンド（MIR 実行機構）と、その周辺の実装・拡張ポイントをまとめた開発者向けドキュメントです。
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## 全体像
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- 入力: `MirModule`（`mir::MirCompiler` が AST から生成）
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- 実行: `backend::vm::VM`
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- `execute_module` → `execute_function` → 命令列を逐次 `execute_instruction`
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- ランタイム DI: `NyashRuntime`
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- `box_registry`（統一 BoxFactory 経由の生成）
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- `box_declarations`（ユーザー定義 Box の宣言）
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- ライフサイクル: `ScopeTracker` により関数入退出で `fini()` を呼ぶ
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## 主要ファイル
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- `src/backend/vm.rs` … VM 本体（命令ディスパッチ、Call/BoxCall、NewBox ほか）
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- `src/mir/*` … MIR 命令定義・Builder・Function/Module 管理
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- `src/runtime/nyash_runtime.rs` … ランタイムコンテナ（DI 受け皿）
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- `src/box_factory/*` … Builtin/User/Plugin の各 Factory 実装
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- `src/runtime/plugin_loader_v2.rs` … BID-FFI v2 ローダ（ExternCall/Plugin 呼び出し）
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## 実行フロー（概略）
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1) Nyash コード → Parser → AST → `MirCompiler` で `MirModule` を生成
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2) `VM::with_runtime(runtime)` で実行（`execute_module`）
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3) 命令ごとに処理:
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- `Const/Load/Store/BinOp/...` など基本命令
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- `NewBox`: 統一レジストリ経由で Box 生成
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- `Call`: `"{Box}.{method}/{N}"` の関数名で MIR 関数呼び出し
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- `BoxCall`: Box の種類で分岐（ユーザー定義/ビルトイン/プラグイン）
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- `ExternCall`: `env.console`/`env.canvas` 等をローダへ委譲
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## Box 生成と種別
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- 生成パス（`NewBox`）は `NyashRuntime::box_registry` が担当
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- Builtin: `BuiltinBoxFactory` が直接生成
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- User-defined: `UserDefinedBoxFactory` → `InstanceBox`
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- Plugin: プラグイン設定（`nyash.toml`）に従い BID-FFI で `PluginBoxV2`
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## birth/メソッドの関数化（MIR）
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- Lowering ポリシー: AST の `new` は `NewBox` に続けて `BoxCall("birth")` を自動挿入
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- Box 宣言の `birth/N` と通常メソッド `method/N` は `"{Box}.{name}/{N}"` の MIR 関数に関数化
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- 命名例: `Person.birth/1`, `Person.greet/0`
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- 引数: `me` が `%0`、ユーザー引数が `%1..N`（`me` は `MirType::Box(BoxName)`）
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- 戻り値型: 明示の `return <expr>` があれば `Unknown`、なければ `Void`（軽量推定）
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- `VM` の呼び出し
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- `Call` 命令: 関数名（`Const(String)`）を解決 → `call_function_by_name`
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- `BoxCall` 命令: 下記の種類分岐に委譲
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## BoxCall の種類分岐
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- ユーザー定義 Box（`InstanceBox`）
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- `BoxCall("birth")`: `"{Box}.birth/{argc}"` を `Call` 等価で実行
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- 通常メソッド: `"{Box}.{method}/{argc}"` を `Call` 等価で実行
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- プラグイン Box（`PluginBoxV2`）
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- `PluginLoaderV2::invoke_instance_method(box_type, method, instance_id, args)` を呼び出し
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- 引数/戻り値は最小 TLV でやり取り（タグ: 1=Int64, 2=String, 3=Bool）
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- 戻り値なしは `void` 扱い
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- ビルトイン Box
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- 現状は VM 内の簡易ディスパッチ（`String/Integer/Array/Math` を中心にサポート）
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- 将来はビルトインも MIR 関数へ寄せる計画
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## ExternCall（ホスト機能）
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- `env.console.log`, `env.canvas.*` などを `PluginLoaderV2::extern_call` に委譲
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- いまは最小実装（ログ出力・スタブ）。将来は BID-FFI 由来の外部機能にも接続予定
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## ライフサイクル管理（ScopeTracker）
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- `VM` は関数入退出で `push_scope()/pop_scope()` を実行
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- 退出時に登録 Box を `fini()`（`InstanceBox`/`PluginBoxV2`）
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- Interpreter でも同思想で `restore_local_vars()` にて `fini()` 呼び出し
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## ランタイム DI（依存注入）
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- `NyashRuntime`
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- `box_declarations`: AST から収集（Box 宣言）
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- `box_registry`: Builtin/User/Plugin の順で探索・生成
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- Runner（CLI 実行）
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- AST パース後、Box 宣言を `runtime.box_declarations` へ登録
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- `UserDefinedBoxFactory` をレジストリに注入 → VM を `with_runtime(runtime)` で起動
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## 最適化
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- 置換: `new X(...).m(...)` → 直接 `Call("X.m/N", me+args)` に最適化
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- 拡張余地: 変数へ束縛してからの `.m()` も静的に決まる範囲で `Call` 化可能
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- 戻り値型: 軽量推定。将来は `MirType` 推論/注釈の強化
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## 制約と今後
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- ビルトインのメソッドはまだ簡易ディスパッチ（MIR 関数化は未）
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- プラグインの TLV は最小型（Int/String/Bool）のみ。拡張予定
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- 例外（throw/catch）は簡易扱い（将来の unwind/handler 連携は別設計）
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## テスト
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- 単体/E2E（抜粋）: `src/backend/vm.rs` の `#[cfg(test)]`
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- `test_vm_user_box_birth_and_method` … `new Person("Alice").greet()` → "Hello, Alice"
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- `test_vm_user_box_var_then_method` … 変数に束縛→メソッド→戻り値（11）
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- `test_vm_extern_console_log` … ExternCall の void 確認
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- 実行例
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- `cargo test -j32`（plugins 機能や環境依存に注意）
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## 実行（参考）
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- VMルート実行（Runner 経由）
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- `nyash --backend vm your_file.nyash`
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- WASM（ブラウザ）
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- plugins は無効。ExternCall はスタブ。MIR 関数はそのまま再利用される設計
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開発ポリシー: 小さく安全に最適化 → MIR/VM の共有ロジックを増やす → Extern/Plugin を段階統合 → WASM/LLVM/JIT へ横展開。
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11
docs/説明書/VM/次のお勧め.txt
Normal file
11
docs/説明書/VM/次のお勧め.txt
Normal file
@ -0,0 +1,11 @@
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- おすすめの次手（どれを先にやる？）
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- BoxCall→Callの最適化範囲拡大（変数に束縛したnewの直後メソッドもCall化）
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- プラグインTLVの型拡張（Float/配列/Boxリファレンスの扱いなど）
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- ビルトインメソッドのMIR関数化（Dispatchの簡素化・最適化に寄与）
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- E2Eの拡張（throw/catch、pluginメソッドの戻り値ありケース、fini観察）
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VMガイドの場所（Windows）
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- `C:\git\nyash-project\nyash\docs\説明書\VM\README.md`
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このまま、BoxCall→Callの最適化拡大から着手しますか？それともプラグインのTLV拡張
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（引数/戻り値の型追加）を先にやる？
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@ -680,6 +680,27 @@ impl NyashInterpreter {
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}
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}
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// プラグイン親のメソッド呼び出し（__plugin_content）
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#[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
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{
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||||
if let Some(plugin_shared) = instance.get_field_legacy("__plugin_content") {
|
||||
let plugin_ref = &*plugin_shared;
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||||
if let Some(plugin) = plugin_ref.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>() {
|
||||
let mut arg_values: Vec<Box<dyn NyashBox>> = Vec::new();
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||||
for arg in arguments {
|
||||
arg_values.push(self.execute_expression(arg)?);
|
||||
}
|
||||
let loader = crate::runtime::get_global_loader_v2();
|
||||
let loader = loader.read().unwrap();
|
||||
match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id, &arg_values) {
|
||||
Ok(Some(result_box)) => return Ok(result_box),
|
||||
Ok(None) => return Ok(Box::new(VoidBox::new())),
|
||||
Err(_) => {}
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}
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||||
}
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}
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}
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||||
// メソッドが見つからない
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Err(RuntimeError::InvalidOperation {
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message: format!("Method '{}' not found in {}", method, instance.class_name),
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@ -710,16 +731,16 @@ impl NyashInterpreter {
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// 2. 現在のクラスのデリゲーション関係を検証
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let current_class = ¤t_instance.class_name;
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let box_declarations = self.shared.box_declarations.read().unwrap();
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||||
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||||
let current_box_decl = box_declarations.get(current_class)
|
||||
.ok_or(RuntimeError::UndefinedClass {
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name: current_class.clone()
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})?;
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||||
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||||
// ここでは短期ロックで必要な情報だけ抜き出してすぐ解放する
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||||
let (has_parent_in_ext, has_parent_in_impl) = {
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||||
let box_declarations = self.shared.box_declarations.read().unwrap();
|
||||
let current_box_decl = box_declarations.get(current_class)
|
||||
.ok_or(RuntimeError::UndefinedClass { name: current_class.clone() })?;
|
||||
(current_box_decl.extends.contains(&parent.to_string()),
|
||||
current_box_decl.implements.contains(&parent.to_string()))
|
||||
};
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||||
// extendsまたはimplementsでparentが指定されているか確認 (Multi-delegation) 🚀
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||||
let is_valid_delegation = current_box_decl.extends.contains(&parent.to_string()) ||
|
||||
current_box_decl.implements.contains(&parent.to_string());
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||||
let is_valid_delegation = has_parent_in_ext || has_parent_in_impl;
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||||
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||||
if !is_valid_delegation {
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||||
return Err(RuntimeError::InvalidOperation {
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||||
@ -730,34 +751,53 @@ impl NyashInterpreter {
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||||
// 🔥 Phase 8.8: pack透明化システム - ビルトインBox判定
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use crate::box_trait::is_builtin_box;
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let mut is_builtin = is_builtin_box(parent);
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||||
// GUI機能が有効な場合はEguiBoxも追加判定
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||||
// GUI機能が有効な場合はEguiBoxも追加判定（mut不要の形に）
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||||
#[cfg(all(feature = "gui", not(target_arch = "wasm32")))]
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||||
{
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||||
if parent == "EguiBox" {
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is_builtin = true;
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||||
}
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||||
}
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||||
let is_builtin = is_builtin_box(parent) || parent == "EguiBox";
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||||
#[cfg(not(all(feature = "gui", not(target_arch = "wasm32"))))]
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||||
let is_builtin = is_builtin_box(parent);
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||||
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||||
// 🔥 Phase 8.9: Transparency system removed - all delegation must be explicit
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// Removed: if is_builtin && method == parent { ... execute_builtin_constructor_call ... }
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if is_builtin {
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// ビルトインBoxの場合、ロックを解放してからメソッド呼び出し
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drop(box_declarations);
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||||
// ビルトインBoxの場合、直接ビルトインメソッドを実行
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return self.execute_builtin_box_method(parent, method, current_instance_val.clone_box(), arguments);
|
||||
}
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||||
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||||
// プラグイン親（__plugin_content）
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||||
#[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
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||||
{
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||||
// 親がユーザー定義に見つからない場合は、プラグインとして試行
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||||
// 現在のインスタンスから __plugin_content を参照
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if let Some(plugin_shared) = current_instance.get_field_legacy("__plugin_content") {
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||||
// 引数を評価（ロックは既に解放済みの設計）
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||||
let plugin_ref = &*plugin_shared;
|
||||
if let Some(plugin) = plugin_ref.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>() {
|
||||
let mut arg_values: Vec<Box<dyn NyashBox>> = Vec::new();
|
||||
for arg in arguments {
|
||||
arg_values.push(self.execute_expression(arg)?);
|
||||
}
|
||||
let loader = crate::runtime::get_global_loader_v2();
|
||||
let loader = loader.read().unwrap();
|
||||
match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id, &arg_values) {
|
||||
Ok(Some(result_box)) => return Ok(result_box),
|
||||
Ok(None) => return Ok(Box::new(VoidBox::new())),
|
||||
Err(_) => {}
|
||||
}
|
||||
}
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||||
}
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||||
}
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||||
// 3. 親クラスのBox宣言を取得（ユーザー定義Boxの場合）
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let parent_box_decl = box_declarations.get(parent)
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||||
let parent_box_decl = {
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||||
let box_declarations = self.shared.box_declarations.read().unwrap();
|
||||
box_declarations.get(parent)
|
||||
.ok_or(RuntimeError::UndefinedClass {
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||||
name: parent.to_string()
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||||
})?
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.clone();
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||||
drop(box_declarations); // ロック早期解放
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.clone()
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};
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||||
// 4. constructorまたはinitまたはpackまたはbirthの場合の特別処理
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if method == "constructor" || method == "init" || method == "pack" || method == "birth" || method == parent {
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||||
@ -817,7 +817,27 @@ impl NyashInterpreter {
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||||
// 🌍 革命的実装：Environment tracking廃止
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// Create Arc outside if block so it's available in all scopes
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let instance_arc = Arc::from(instance_box);
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||||
let instance_arc: Arc<dyn NyashBox> = Arc::from(instance_box);
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||||
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||||
// プラグイン親（extendsに含まれる場合）の生成と保持（__plugin_content）
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||||
#[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
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||||
{
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||||
use crate::runtime::get_global_loader_v2;
|
||||
use crate::box_trait::SharedNyashBox;
|
||||
let loader = get_global_loader_v2();
|
||||
let loader = loader.read().unwrap();
|
||||
if !final_box_decl.extends.is_empty() {
|
||||
for parent in &final_box_decl.extends {
|
||||
if let Ok(plugin_box) = loader.create_box(parent, &[]) {
|
||||
if let Some(inst) = (&*instance_arc).as_any().downcast_ref::<InstanceBox>() {
|
||||
let shared: SharedNyashBox = Arc::from(plugin_box);
|
||||
let _ = inst.set_field_legacy("__plugin_content", shared);
|
||||
}
|
||||
break;
|
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}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// コンストラクタを呼び出す
|
||||
// 🌟 birth()統一システム: "birth/引数数"のみを許可（Box名コンストラクタ無効化）
|
||||
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||||
@ -35,6 +35,10 @@ pub struct MirBuilder {
|
||||
/// Pending phi functions to be inserted
|
||||
#[allow(dead_code)]
|
||||
pub(super) pending_phis: Vec<(BasicBlockId, ValueId, String)>,
|
||||
|
||||
/// Origin tracking for simple optimizations (e.g., object.method after new)
|
||||
/// Maps a ValueId to the class name if it was produced by NewBox of that class
|
||||
pub(super) value_origin_newbox: HashMap<ValueId, String>,
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl MirBuilder {
|
||||
@ -48,6 +52,7 @@ impl MirBuilder {
|
||||
block_gen: BasicBlockIdGenerator::new(),
|
||||
variable_map: HashMap::new(),
|
||||
pending_phis: Vec::new(),
|
||||
value_origin_newbox: HashMap::new(),
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@ -796,10 +801,13 @@ impl MirBuilder {
|
||||
// VM will handle optimization for basic types internally
|
||||
self.emit_instruction(MirInstruction::NewBox {
|
||||
dst,
|
||||
box_type: class,
|
||||
box_type: class.clone(),
|
||||
args: arg_values.clone(),
|
||||
})?;
|
||||
|
||||
// Record origin for optimization: dst was created by NewBox of class
|
||||
self.value_origin_newbox.insert(dst, class);
|
||||
|
||||
// Immediately call birth(...) on the created instance to run constructor semantics.
|
||||
// birth typically returns void; we don't capture the result here (dst: None)
|
||||
self.emit_instruction(MirInstruction::BoxCall {
|
||||
@ -1001,15 +1009,32 @@ impl MirBuilder {
|
||||
})?;
|
||||
Ok(result_id)
|
||||
} else {
|
||||
// Fallback: Emit a BoxCall instruction for regular method calls
|
||||
self.emit_instruction(MirInstruction::BoxCall {
|
||||
dst: Some(result_id),
|
||||
box_val: object_value,
|
||||
method,
|
||||
args: arg_values,
|
||||
effects: EffectMask::READ.add(Effect::ReadHeap), // Method calls may have side effects
|
||||
})?;
|
||||
Ok(result_id)
|
||||
// If the object originates from a NewBox in this function, we can lower to Call as well
|
||||
if let Some(class_name) = self.value_origin_newbox.get(&object_value).cloned() {
|
||||
let func_name = format!("{}.{}{}", class_name, method, format!("/{}", arg_values.len()));
|
||||
let func_val = self.value_gen.next();
|
||||
self.emit_instruction(MirInstruction::Const { dst: func_val, value: ConstValue::String(func_name) })?;
|
||||
let mut call_args = Vec::with_capacity(arg_values.len() + 1);
|
||||
call_args.push(object_value);
|
||||
call_args.extend(arg_values);
|
||||
self.emit_instruction(MirInstruction::Call {
|
||||
dst: Some(result_id),
|
||||
func: func_val,
|
||||
args: call_args,
|
||||
effects: EffectMask::READ.add(Effect::ReadHeap),
|
||||
})?;
|
||||
Ok(result_id)
|
||||
} else {
|
||||
// Fallback: Emit a BoxCall instruction for regular method calls
|
||||
self.emit_instruction(MirInstruction::BoxCall {
|
||||
dst: Some(result_id),
|
||||
box_val: object_value,
|
||||
method,
|
||||
args: arg_values,
|
||||
effects: EffectMask::READ.add(Effect::ReadHeap), // Method calls may have side effects
|
||||
})?;
|
||||
Ok(result_id)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
@ -11,7 +11,7 @@ mod enabled {
|
||||
use crate::config::nyash_toml_v2::{NyashConfigV2, LibraryDefinition};
|
||||
use std::collections::HashMap;
|
||||
use std::sync::{Arc, RwLock};
|
||||
use std::ffi::c_void;
|
||||
// use std::ffi::c_void; // unused
|
||||
use std::any::Any;
|
||||
use once_cell::sync::Lazy;
|
||||
|
||||
|
||||
Submodule tools/nekocode-rust deleted from 73e0d263bb
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