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🚀 Phase 9: AOT WASM実装（最優先）

📋 Summary

wasmtime compileによるAOT実行ファイル生成で確実なユーザー価値提供。既存WASM基盤を活用し、配布可能なネイティブ実行ファイルを短期間で実現する。

🎯 実装目標

# 目標実装
nyash --compile-native app.nyash -o app.exe    # AOT実行ファイル生成
nyash --aot app.nyash                          # 短縮形
./app.exe                                       # 起動高速化（JIT起動コスト除去）

# 内部実装
wasmtime compile app.wasm -o app.cwasm         # 事前コンパイル
Module::deserialize_file("app.cwasm")          # ランタイム読み込み

🔧 技術的実装詳細

1. wasmtime::Config統一実装

// 追加予定: src/backend/aot/mod.rs
pub struct AOTBackend {
    config: wasmtime::Config,
    engine: wasmtime::Engine,
}

impl AOTBackend {
    pub fn compile_module(&self, wasm_bytes: &[u8]) -> Result<Vec<u8>, String> {
        let module = wasmtime::Module::new(&self.engine, wasm_bytes)?;
        module.serialize()
    }
    
    pub fn load_precompiled(&self, cwasm_bytes: &[u8]) -> Result<wasmtime::Module, String> {
        unsafe { wasmtime::Module::deserialize(&self.engine, cwasm_bytes) }
    }
}

2. CLI統合実装

// 追加予定: src/main.rs
#[derive(Parser)]
struct Args {
    // 既存オプション...
    
    /// Compile to native executable (AOT)
    #[arg(long)]
    compile_native: bool,
    
    /// AOT compilation (short form)
    #[arg(long)]
    aot: bool,
    
    /// Output file for AOT compilation
    #[arg(short, long)]
    output: Option<String>,
}

3. 単一バイナリ梱包

// 生成例: target/release/nyash_app.exe
// 内部構造:
// [nyash_runtime] + [app.cwasm (embedded)] + [metadata]

const EMBEDDED_CWASM: &[u8] = include_bytes!("app.cwasm");

fn main() {
    let engine = wasmtime::Engine::default();
    let module = unsafe { wasmtime::Module::deserialize(&engine, EMBEDDED_CWASM) }?;
    // ... 実行
}

📊 パフォーマンス目標

指標	現在	目標	改善率
実行性能	WASM JIT: 8.12ms	AOT: <1.6ms	5倍高速化
起動時間	JIT起動: ~50ms	AOT起動: <10ms	5倍高速化
配布サイズ	Runtime必要	単一実行ファイル	依存関係解消
総合改善	13.5倍（対Interpreter）	500倍目標	37倍追加向上

🛠️ 実装ステップ（2-3週間）

Week 1: AOT基盤実装

• src/backend/aot/mod.rs 基本構造
• wasmtime::Config最適化設定
• .cwasm生成・ロードパイプライン
• --compile-native CLI基本実装

Week 2: パッケージング・最適化

• 単一バイナリ梱包（include_bytes!）
• 互換性キー管理（CPU機能・wasmtimeバージョン）
• 起動時間最適化
• エラーハンドリング・デバッグ情報

Week 3: 統合・検証

• 既存テストスイートでの動作確認
• ベンチマーク拡張（AOT性能測定）
• ドキュメント更新
• CI統合（自動AOTビルド）

🔍 技術的課題と対策

互換性管理

課題: wasmtimeバージョンアップで.cwasm互換性切れ 対策:

• 互換性キー埋め込み（wasmtimeバージョン・CPUフラグ）
• graceful degradation（互換切れ時はJITフォールバック）

CPU機能検出

課題: SIMD/CPU拡張でベンチマーク結果変動 対策:

• baseline/v3二段ビルド
• 実行時CPU検出で最適.cwasm選択

デバッグ情報

課題: AOTで元コード位置特定困難 対策:

• Config::debug_info(true)設定
• ソースマップ埋め込み

✅ Acceptance Criteria

機能要件

• nyash --compile-native app.nyash -o app.exe 動作
• 生成実行ファイルが単独で動作（依存関係なし）
• 既存Nyashプログラムが100%互換で高速実行

性能要件

• 起動時間 < 100ms
• 実行性能 > 現在WASM JIT（8.12ms）
• 配布ファイルサイズ < 10MB

品質要件

• 全テストケースPASS
• エラーハンドリング適切
• CI自動テスト通過

🚀 期待される効果

即座実用価値

• 配布可能実行ファイル: app.exe単体で動作
• 起動高速化: JIT起動コスト除去
• 依存関係解消: wasmtimeランタイム不要

差別化優位

• Everything is Box: ネイティブAOT実現
• Web互換性: WASM基盤活用
• 段階最適化: JIT→AOTの技術蓄積

LLVM準備

• AOT基盤確立: Phase 10での技術転用
• 最適化知見: エスケープ解析・ボックス化解除準備
• ベンチマーク基準: 真の性能比較基盤

📖 References

• docs/予定/native-plan/copilot_issues.txt（Phase 9詳細）
• docs/予定/ai_conference_native_compilation_20250814.md（AI大会議決定）
• docs/reference/architecture/execution-backends.md（WASM基盤情報）
• wasmtime compile documentation

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💡 Tip: 短期間で確実な成果を目指し、複雑な最適化より実用価値を最優先にする戦略です。

最終更新: 2025-08-14 作成者: Claude（実用優先戦略）