Paper D: From JIT to Native - A Unified Compilation Pipeline for Box-based Languages
📋 概要
NyashのJIT実行からネイティブEXE生成までの統一コンパイルパイプラインに関する論文。 MIR13という極小IRからCranelift経由でネイティブバイナリを生成する革新的アプローチ。
🎯 論文の新規性
1. 極小IR（MIR13）による統一実行
- たった13命令で全機能実現
- JIT/インタープリター/AOT/WASMすべてに対応
- Box哲学による統一的メモリモデル
2. Cranelift + lld内蔵戦略
- 外部コンパイラ依存の完全排除
- JITコンパイル結果をそのままEXE化
- プラットフォーム非依存の美しい設計
3. C ABIファサード
// 最小限の美しいインターフェース
ny_mir_to_obj(mir_bin, target_triple) -> obj_bytes
ny_mir_jit_entry(mir_bin) -> exit_code
ny_free_buf(buffer)
4. パフォーマンス最適化
- ホットパス検出→選択的JIT
- JIT結果のキャッシュ→AOT変換
- TypedArray bounds-check併合
📊 評価計画
ベンチマーク対象
- コンパイル時間: MIR→EXE
- 実行性能: JIT vs AOT
- バイナリサイズ: 最小実行ファイル
- 起動時間: JIT warmup vs AOT instant
比較対象
- Go（単一バイナリ生成）
- Rust（ネイティブコンパイル）
- Node.js（JIT実行）
- GraalVM（JIT→AOT）
🔬 技術的詳細
パイプライン構成
AST → MIR13 → Cranelift IR → Machine Code → Object File → EXE
↓ ↓ ↓
Interpreter JIT Direct Execute
実装のポイント
-
MIR最適化パス
- デッドコード除去
- 定数畳み込み
- インライン展開
-
Cranelift統合
- Module構築
- Function定義
- コード生成
-
リンカー統合
- lld-link（Windows）
- ld.lld（Linux）
- nyashrtランタイム
📅 執筆スケジュール
Phase 1: 実装（2-3週間）
- JIT→Object生成実装
- lld統合
- 基本的なEXE生成
Phase 2: 評価（1-2週間）
- ベンチマーク実装
- 性能測定
- 結果分析
Phase 3: 執筆（2週間）
- Abstract作成
- 各章執筆
- 図表作成
🎯 投稿先候補
トップ会議
- PLDI 2026: プログラミング言語設計の最高峰
- CC 2026: コンパイラ構築専門
- CGO 2026: コード生成最適化
ジャーナル
- TOPLAS: ACM最高峰ジャーナル
- Software: Practice and Experience: 実装重視
💡 期待されるインパクト
- 学術的: 極小IRによる統一実行モデルの提案
- 実用的: 外部依存ゼロのコンパイラ実現
- 教育的: シンプルで理解しやすい実装
- 産業的: 組み込みシステムへの応用可能性