Phase 20.8: GC + Rust Deprecation
期間: 6週間（2026-07-20 → 2026-08-30） ステータス: 未開始 前提条件: Phase 20.7（Collections in Hakorune）完了
🎯 概要
Phase 20.8は「Pure Hakorune大作戦」の最終フェーズです。2つのサブフェーズで構成されます：
- Phase E: GC v0 (Week 1-4) - Mark & Sweep ガベージコレクション実装
- Phase F: Rust VM Deprecation (Week 5-6) - Rust VM非推奨化と完全セルフホスト達成
このフェーズの完了により、以下を実現します：
Rust=floor, Hakorune=house ✅
Rust層: ≤ 100行（HostBridge API のみ）
Hakorune層: すべて（VM、コレクション、GC、コンパイラ）
🏗️ Phase E: GC v0 (Week 1-4)
実装内容
1. Stop-the-world Mark & Sweep
最小限のGC実装：
- Mark: 到達可能オブジェクトをルートからトレース
- Sweep: 到達不可能オブジェクトを解放
- Simple: Generational GC、Incremental GCは実装しない
2. GC Roots（ルート集合）
以下の3種類のルートから到達可能性を判定：
// 1. Stack frames（スタックフレームのローカル変数）
local obj = new MyBox() // GC root
// 2. Global static boxes（グローバル静的Box）
static box GlobalState {
config: ConfigBox // GC root
}
// 3. HandleRegistry（C-ABI経由のハンドル）
// Rust側で保持されているハンドル
3. GC Metrics（メトリクス収集）
GC動作の観測可能性を確保：
- Allocation count: 割り当てオブジェクト数
- Survivor count: 生存オブジェクト数
- Sweep time: GC実行時間
- Handle count: HandleRegistry内のハンドル数
4. Observability（観測機能）
# 詳細GCログ出力
HAKO_GC_TRACE=1 ./hako program.hako
# 出力例:
# [GC] Mark phase: 1234 objects traced
# [GC] Sweep phase: 567 objects freed (45ms)
# [GC] Survivors: 667 objects (54% survival rate)
# プログラム終了時のGC統計
# [GC Stats] Total allocations: 10000
# [GC Stats] Total collections: 15
# [GC Stats] Total freed: 8500
# [GC Stats] Peak handles: 42
🚀 Phase F: Rust VM Compat Mode (Week 5-6)
実装内容
1. Deprecate Rust VM（Rust VM非推奨化）
# デフォルト: Hakorune-VM
./hako program.hako # Hakorune-VM使用
# 明示的指定
./hako --backend vm program.hako # Hakorune-VM使用
# Rust-VMはopt-in（警告あり）
./hako --backend vm-rust program.hako
# Warning: Rust-VM is deprecated and will be removed in Phase 15.82.
# Use Hakorune-VM (--backend vm) instead.
2. Bit-Identical Verification（ビット完全一致検証）
セルフコンパイルチェーン：
# Hako₁: 既存のRust製コンパイラ
./hako_rust selfhost-compiler.hako -o hako_1
# Hako₂: Hako₁でビルドしたコンパイラ
./hako_1 selfhost-compiler.hako -o hako_2
# Hako₃: Hako₂でビルドしたコンパイラ
./hako_2 selfhost-compiler.hako -o hako_3
# 検証: Hako₁ == Hako₂ == Hako₃（バイト単位）
diff hako_1 hako_2 # Expected: 完全一致
diff hako_2 hako_3 # Expected: 完全一致
CI統合:
# .github/workflows/self_compilation.yml
name: Self-Compilation Verification
on: [push, pull_request]
jobs:
verify:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- name: Build Hako₁ → Hako₂ → Hako₃
- name: Verify bit-identical
run: |
diff hako_1 hako_2 || exit 1
diff hako_2 hako_3 || exit 1
毎日CIで実行し、divergence（逸脱）を早期検出。
3. Rust Layer Minimization（Rust層最小化）
最終的なRust層の役割：
// src/host_bridge.rs (~100 lines)
// HostBridge API (C-ABI)
#[no_mangle]
pub extern "C" fn Hako_RunScriptUtf8(
script_ptr: *const u8,
script_len: usize
) -> i32 { /* ... */ }
#[no_mangle]
pub extern "C" fn Hako_Retain(handle: usize) { /* ... */ }
#[no_mangle]
pub extern "C" fn Hako_Release(handle: usize) { /* ... */ }
#[no_mangle]
pub extern "C" fn Hako_ToUtf8(
handle: usize,
out_ptr: *mut *const u8,
out_len: *mut usize
) { /* ... */ }
#[no_mangle]
pub extern "C" fn Hako_LastError(
out_ptr: *mut *const u8,
out_len: *mut usize
) { /* ... */ }
それ以外のすべてはHakorune実装:
Hakorune実装:
- VM (MiniVmBox)
- Parser (MirJsonBuilderBox)
- Collections (MapBox, ArrayBox)
- GC (GcBox)
- Standard library (StringBox, IntegerBox, etc.)
✅ 成功基準
Phase E (GC v0)
- GC v0動作（メモリリークなし）
- Mark & Sweep正常動作
- GC Roots正しく検出（stack, global, handles）
- メトリクス収集機能動作
HAKO_GC_TRACE=1で詳細ログ出力
Phase F (Rust VM Deprecation)
- Hakorune-VMがデフォルトバックエンド
- Rust-VM非推奨（警告表示）
- Bit-identical self-compilation（Hako₁ == Hako₂ == Hako₃）
- CI daily verification動作
- Rust層 ≤ 100行（HostBridge APIのみ）
総合
- True Self-Hosting: Hakorune IS Hakorune
- すべてのスモークテストPASS（Hakorune-VM使用）
- ドキュメント完備（GC設計、HostBridge API spec）
🎯 マイルストーン
Week 1-2: GC Mark Phase
- GC Roots実装（stack, global, handles）
- Mark algorithm実装
- 基本トレース機能
Week 3-4: GC Sweep Phase & Metrics
- Sweep algorithm実装
- メトリクス収集機構
HAKO_GC_TRACE=1実装- GC統合テスト
Week 5: Rust VM Deprecation
--backend vmデフォルト化--backend vm-rust警告追加- ドキュメント更新
Week 6: Bit-Identical Verification
- Self-compilation chain実装
- CI verification追加
- Rust layer audit（≤ 100行確認）
- 最終ドキュメント更新
📊 実装戦略
GC実装原則
- Simplicity First: 最小限の実装（Generational/Incremental不要）
- Correctness: メモリリーク完全排除
- Observability:
HAKO_GC_TRACE=1で動作可視化 - Fail-Fast: 不正なGC状態は即座にpanic
Rust VM Deprecation原則
- Backward Compatibility:
--backend vm-rustで継続使用可能 - Clear Warning: 非推奨警告を明示
- Golden Tests: Rust-VM vs Hakorune-VM parity維持
- Documentation: 移行ガイド提供
🔗 関連ドキュメント
- Phase 20.7 (Collections): phase-20.7/README.md
- Phase 15.80 (VM Core): phase-15.80/README.md
- Pure Hakorune Roadmap: phase-20.5/PURE_HAKORUNE_ROADMAP.md
- HostBridge API: phase-20.5/HOSTBRIDGE_API_DESIGN.md
🎉 最終成果物
Phase 20.8完了後の状態：
Rust層（~100行）:
├── host_bridge.rs # C-ABI functions
└── (end)
Hakorune層（すべて）:
├── apps/selfhost-compiler/ # Compiler
├── src/runtime/ # VM (MiniVmBox)
├── plugins/ # Collections, GC, stdlib
└── (everything else)
これにより達成:
- True Self-Hosting: Hakorune IS Hakorune
- Rust=floor, Hakorune=house: Rust層最小化完了
- 完全自律: メモリ管理もHakorune実装
ステータス: 未開始 開始予定: 2026-07-20 完了予定: 2026-08-30 依存関係: Phase 20.7 完了必須