# 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