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🤖 AI大会議結果: LLVM PoC実装戦略統合文書

作成日: 2025年8月20日
参加AI: Gemini先生、Codex先生、Claude
目的: Phase 9.78 LLVM PoC実装の統合戦略策定

📋 エグゼクティブサマリー

AI大会議の結果、以下の統合戦略が決定されました：

1. 技術基盤: inkwellクレート + 既存ランタイム活用のハイブリッド戦略
2. Box型表現: LLVM ptr型 + ランタイム関数によるメモリ管理
3. 実装期間: 3週間で基本動作確認（Hello World〜算術演算）
4. 性能目標: 計算集約処理で数十倍の高速化実証

🎯 統合実装戦略

Week 1: 基盤構築とHello World

Gemini先生推奨アプローチ:

// inkwellクレートで型安全なLLVM操作
use inkwell::context::Context;
use inkwell::module::Module;
use inkwell::builder::Builder;

struct CodegenContext<'ctx> {
    context: &'ctx Context,
    module: Module<'ctx>,
    builder: Builder<'ctx>,
    type_cache: HashMap<MirType, BasicTypeEnum<'ctx>>,
}

Codex先生の具体的タスク:

• ✅ inkwellセットアップ
• ✅ MIR Const, Return命令の変換
• ✅ ランタイム関数宣言 (nyash_alloc, nyash_free)
• ✅ .oファイル生成とCランタイムリンク

統合成果物: return 42が動作するLLVM実装

Week 2: 制御フローとBox MVP

Gemini先生のBox型戦略:

// Box型 = LLVM ptr型として表現
fn box_to_llvm_type<'ctx>(ctx: &CodegenContext<'ctx>) -> PointerType<'ctx> {
    ctx.context.i8_type().ptr_type(AddressSpace::Generic)
}

// ランタイム関数経由でBox操作
extern "C" {
    fn nyash_runtime_box_new(size: u64, align: u64) -> *mut c_void;
    fn nyash_runtime_box_free(ptr: *mut c_void, size: u64, align: u64);
}

Codex先生の実装順序:

1. SSA/PHI命令の実装
2. Branch, Jumpによる制御フロー
3. Box基本操作（new/free/deref）
4. LLVMVerifyModuleによる検証

統合成果物: 条件分岐とBox操作を含むプログラムの動作

Week 3: 統合とベンチマーク

性能検証（Gemini先生）:

• 計算集約的ベンチマーク実装
• インタープリター/VM/LLVMの性能比較
• 期待値: 数十倍の高速化実証

堅牢性確保（Codex先生）:

• 差分テスト（Interpreter vs LLVM）
• 最小最適化パス（mem2reg, instcombine）
• クラッシュ時の.llファイル保存

🔧 技術的詳細

MIR→LLVM命令マッピング

MIR命令	LLVM IR	実装方法
Const	ConstantInt/Float	inkwell定数生成
BinOp(Add)	add/fadd	builder.build_add()
Compare	icmp/fcmp	builder.build_int_compare()
BoxCall	call @nyash_runtime_box_call	ランタイム委譲
Branch	br	builder.build_conditional_branch()
Return	ret	builder.build_return()

エラー頻発箇所と対策

Gemini先生の警告:

• ❌ Arc<Mutex>をLLVMで再実装しない
• ✅ 既存ランタイムの#[no_mangle] extern "C"関数を呼ぶ

Codex先生の実装Tips:

• allocaは関数エントリーブロックのみ
• GEPインデックスはi32型で統一
• DataLayoutは必ずTargetMachineから取得

プラグイン統合（BID-FFI）

Gemini先生: C-ABIは既にLLVMと相性が良い

declare i32 @nyash_plugin_invoke(i8*, i64, i8*, i64*)

Codex先生: リンク時に.so/.aを含める

cc -o output main.o nyash_runtime.o -lplugin

📊 成功判定基準（統合版）

最小成功ライン（PoC達成）

• ✅ 基本算術演算のLLVM実行
• ✅ Box型の基本操作動作
• ✅ Hello Worldレベルの出力
• ✅ 10倍以上の性能向上実証

理想的成功（Phase 10への道筋）

• 🌟 20個以上のMIR命令対応
• 🌟 プラグイン呼び出し成功
• 🌟 50倍以上の性能向上
• 🌟 安定したエラーハンドリング

🚀 Copilotへの最終依頼文書

## Phase 9.78: LLVM PoC実装依頼

**目標**: 3週間でNyash MIR→LLVM変換の基本実装

**技術スタック**:
- inkwellクレート（Gemini推奨）
- 既存ランタイム活用（Arc<Mutex>回避）
- C-ABIプラグイン統合

**実装優先順位**:
1. Week 1: Const/Return/基本setup → "return 42"
2. Week 2: 制御フロー/Box MVP → 条件分岐
3. Week 3: 最適化/ベンチマーク → 性能実証

**成果物**:
- src/backend/llvm/compiler.rs
- ベンチマーク結果（10倍以上高速化）
- Phase 10実装計画

🎉 結論

AI大会議により、技術的に実現可能で、3週間で達成可能な明確な実装戦略が確立されました。inkwellによる型安全な実装と、既存ランタイム活用により、リスクを最小化しながら高速なLLVMバックエンドの実現が期待できます。

次のアクション: Copilotへの正式依頼とPhase 9.78開始！🚀