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Phase 15: Nyashセルフホスティング計画 - 80k→20k行への革命的圧縮
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【ビジョン】
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NyashでNyashコンパイラを書き、Nyashプログラムをコンパイル・実行する
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完全なセルフホスティング環境の実現 + 劇的なコード圧縮（75%削減）
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MIR 13命令の美しさを最大限に活かした究極の実装
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【数値目標】
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現在: 80,000行（Rust実装）
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第一目標: 20,000行（Nyash実装）
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削減率: 75%
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究極の夢: さらなる最適化で更に小さく！
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【革命的要素】
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MIR命令数: たった13個で全機能実現
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バックエンド選択: Cranelift/直接x86/テンプレート方式
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バイナリサイズ: 2-3KBの超小型も可能
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1. なぜセルフホスティングか + コード圧縮の価値
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■ 言語の成熟度の証明
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├─ 自分自身をコンパイルできる = 実用的な言語
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├─ ドッグフーディング = 実際に使って改善
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├─ エコシステムの完成 = 外部依存からの解放
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└─ 75%コード削減 = 保守性・理解容易性の劇的向上
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■ Everything is Box哲学の究極形
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├─ コンパイラもBox
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├─ JITエンジンもBox
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├─ リンカーもBox
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└─ すべてがNyashで完結
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■ コード削減の主要因
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├─ Arc<Mutex>パターンの自動化（-30%）
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├─ 型システムの簡略化（-20%）
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├─ エラーハンドリングの統一（-15%）
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└─ パターンマッチングの動的ディスパッチ化（-10%）
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2. 技術的実現可能性
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■ Cranelift埋め込みの利点
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├─ 軽量: 3-5MB程度の追加（LLVMは50-100MB）
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├─ Rustライブラリ: 静的リンクで配布容易
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├─ JIT特化: メモリ上でのコンパイル・実行に最適
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└─ 依存が少ない: ビルド時間短縮
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■ 既存の準備状況
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├─ ✅ MIR 13命令に削減完了（究極のシンプルさ）
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├─ ✅ Cranelift統合準備済み（Cargo.toml）
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├─ ✅ 直接x86エミッタ選択肢（dynasm-rs/iced-x86）
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├─ ✅ プラグインシステム（拡張可能）
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└─ ✅ Phase 12で統一実行パス確立
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3. 段階的実装計画 - ChatGPT5戦略による最速ルート
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■ Phase 15.0: バックエンド選択戦略（新規追加）
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├─ 選択肢1: Cranelift（現在の主力、安定）
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├─ 選択肢2: 直接x86エミッタ（dynasm-rs使用、高速）
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├─ 選択肢3: テンプレート・スティッチャ（2-3KB超小型）
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└─ 段階的移行: Cranelift→x86→テンプレート
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■ Phase 15.1: YAML自動生成基盤（1-2週間）【最優先】
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├─ boxes.yaml: Box型定義（type_id, method_id対応表）
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├─ externs.yaml: 外部関数定義（C ABI境界）
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├─ semantics.yaml: MIR13セマンティクス定義（13命令！）
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└─ build.rs: 自動生成システム（重複コード即削除）
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効果: Array/Instance/Console等で即座に1-2万行削減
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■ Phase 15.1: 外部リンカー統合（1週間）
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box LinkerBox {
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link(objects, output) {
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if Platform.isWindows() {
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return exec("lld-link", objects + ["nyrt.lib", "/out:" + output])
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} else {
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return exec("ld.lld", ["-o", output, objects, "nyrt.a"])
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}
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}
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}
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■ Phase 15.2: Nyashパーサー最小実装（2-3週間）
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├─ 再帰下降パーサー（800行目標）
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├─ MIR15 JSON出力（既存VMで即実行可能）
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├─ エラー処理の簡略化（Result祭り解消）
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└─ ny-echo/ny-calcで動作確認
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■ Phase 15.3: MIR実行器のNyash化（2-3週間）
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box MirExecutor {
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// 動的ディスパッチで15命令を処理
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execute(inst) { return me[inst.type](inst) }
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Const(inst) { me.values[inst.result] = inst.value }
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BinOp(inst) { /* 実装 */ }
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// ... 15命令分のメソッド
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}
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■ Phase 15.4: Boxes高レベル実装移植（1ヶ月）
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├─ String/Array/Map等の表層メソッドをNyashへ
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├─ NyRT側は最小プリミティブのみ維持
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├─ プラグインBox統合
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└─ 目標: 3,000行以下
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■ Phase 15.5: インタープリターコア移植（1ヶ月）
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├─ 評価ループのNyash化（3,000行目標）
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├─ Arc<Mutex>自動管理の恩恵
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├─ GCフックはNyRT委譲
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└─ 自己コンパイル可能ラインへ
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■ Phase 15.6: ブートストラップ（2週間）
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├─ c0（Rust版）→ c1（Nyash版）コンパイル
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├─ c1 → c1' 自己コンパイル
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├─ パリティテスト（trace_hash一致）
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└─ 完全セルフホスティング達成
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4. EXEファイル生成・リンク戦略（ChatGPT5提案）
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■ 段階的アプローチ（現実的順序）
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├─ Phase 1: 外部リンカー利用（lld/gcc）【最速】
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├─ Phase 2: lld内蔵（配布容易性）
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└─ Phase 3: ミニリンカー自作（究極の自立）
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■ C ABI境界設計（ny_プレフィクス統一）
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├─ 呼出規約: Windows(fastcall) / Linux(sysv_amd64)
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├─ 型マッピング: ny_handle=uint64_t, 数値=int64_t/double
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├─ シンボル: ny_v1_console_log, ny_init, ny_fini
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└─ 必須: 16Bスタックアライン、32B Shadow Space（Win64）
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■ リンク形態の選択
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├─ 静的リンク: nyrt.lib/.a同梱（配布楽・サイズ大）
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├─ 動的リンク: nyrt.dll/.so依存（サイズ小・管理難）
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└─ バンドル方式: スタブEXEにMIR埋め込み（初期案）
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■ 最小リンカー実装（将来ロマン）
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box MiniLinkerBox {
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// PE/ELFサブセット実装
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link(objects) {
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local exe = new ExecutableBuilder()
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exe.addSections(objects)
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exe.resolveSymbols()
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exe.applyRelocations()
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return exe.build()
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}
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}
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5. 実装上の課題と解決策
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■ 課題1: パフォーマンス
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├─ 問題: Nyashで書いたコンパイラは遅い？
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└─ 解決: ホットパスをCraneliftでJIT最適化
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■ 課題2: メモリ使用量
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├─ 問題: Everything is Boxのオーバーヘッド
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└─ 解決: コンパイラ特有の最適化Box設計
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■ 課題3: デバッグの難しさ
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├─ 問題: セルフホスティングのデバッグは複雑
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└─ 解決: 段階的移行・既存コンパイラとの比較検証
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■ 課題4: ABI互換性
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├─ 問題: プラットフォーム毎の呼出規約差異
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└─ 解決: 統一FFI層（type_id, method_id）で抽象化
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6. 期待される成果
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■ 技術的成果
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├─ 完全なセルフホスティング言語
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├─ 外部コンパイラ依存からの解放
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├─ Nyashエコシステムの完成
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├─ 言語の実用性の証明
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└─ 【革命】71,000行→15,000行（75%削減）
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■ 教育的価値
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├─ コンパイラ実装の教材として
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├─ Nyashで学ぶコンパイラ理論
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├─ シンプルで理解しやすい実装
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└─ 15,000行で読破可能なコンパイラ
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■ コミュニティへの影響
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├─ 開発者の参入障壁低下
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├─ Nyashだけで開発環境構築
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├─ 真の「Everything is Box」体験
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└─ コントリビューション容易化
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■ コード削減の具体例（80k→20k）
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├─ Boxes実装: 13,000行 → 3,000行（77%削減）
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├─ Interpreter: 15,000行 → 4,000行（73%削減）
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├─ MIR: 12,000行 → 2,000行（83%削減、13命令化の効果）
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├─ Parser: 5,000行 → 1,500行（70%削減）
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├─ Backend: 15,000行 → 4,000行（73%削減）
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└─ その他: 20,000行 → 5,500行（72%削減）
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7. 成功指標
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□ NyashコンパイラがNyash自身をコンパイル可能
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□ コード行数: 20,000行以内（75%削減達成）
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□ MIR 13命令での完全実装
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□ 性能: Rustコンパイラの50%以上
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□ バイナリサイズ:
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- Cranelift版: 10MB以下
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- 直接x86版: 5MB以下
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- テンプレート版: 1MB以下（夢の2-3KBも視野）
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□ コンパイル時間: 中規模プロジェクトで10秒以内
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□ 100%のテストケース互換性
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□ trace_hash/heap_hashパリティ（VM/JIT/AOT）
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8. ロードマップ依存関係
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必須完了フェーズ:
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├─ Phase 10: Cranelift JIT統合
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├─ Phase 11.8: MIR Core-13最適化
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├─ Phase 12: プラグインシステム統一
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├─ Phase 12.5: 最適化戦略確立
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└─ Phase 14: 実アプリでの実証
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推定開始時期: 2026年前半
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推定完了時期: 2026年後半
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9. 実装優先順位（ChatGPT5推奨）
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■ 今すぐ着手（2日以内）
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├─ boxes.yaml/externs.yaml/semantics.yaml スキーマ設計
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├─ build.rs自動生成（Array/Instance/Console）
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└─ 生成物でのパリティテスト
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■ 今週中
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├─ 外部リンカー呼び出し実装
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├─ ny_プレフィクスABI仕様書作成
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└─ echo/calcのリンク動作確認
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■ 今月中
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├─ Nyashパーサー骨格（MIR15 JSON出力）
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├─ MirExecutorのNyash実装開始
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└─ 1万行削減の実証
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■ 3ヶ月以内
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├─ c0→c1ブートストラップ
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├─ 主要Box型のNyash移植
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└─ 3万行削減達成
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10. 夢の先にあるもの
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セルフホスティング達成後の可能性:
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■ Nyash専用最適化
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├─ Box境界での特殊最適化
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├─ Everything is Box前提の新しい最適化手法
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└─ Nyashらしい高速化
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■ 新しいバックエンド
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├─ WebAssembly直接出力
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├─ GPU計算対応
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└─ 組み込みターゲット
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■ 言語の進化
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├─ Nyashで実験的機能を実装
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├─ コミュニティ駆動の言語拡張
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└─ 真のオープンソース言語
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■ 究極の姿
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├─ 15,000行で完全なコンパイラ
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├─ 誰でも読めて改造できる
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├─ 教育用言語の決定版
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└─ Everything is Boxの証明
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「コンパイラもBox、リンカーもBox、すべてがBox」
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「71,000行→15,000行、これが革命」
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これがNyashの究極の姿。 |